Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ANDREAS REJBRAND NV3ANV 2006-04-08 Biokemi
http://www.rejbrand.se
Organisk kemi och biokemi
Organisk kemi och biokemi
2/49
Innehållsförteckning
ORGANISK KEMI OCH BIOKEMI ................................................................................................................... 1
INNEHÅLLSFÖRTECKNING .................................................................................................................................... 2 INLEDNING ........................................................................................................................................................... 3 ORGANISK KEMI ................................................................................................................................................... 4
Alkaner ........................................................................................................................................................... 4 Isomeri ............................................................................................................................................................ 5
Kedjeisomeri och nomenklatur ................................................................................................................................... 6 Alkener ............................................................................................................................................................ 7 Alkyner ............................................................................................................................................................ 8 Halogenalkaner .............................................................................................................................................. 8 Cykloalkaner ................................................................................................................................................... 9 Aromatiska kolväten ....................................................................................................................................... 9 Alkoholer ...................................................................................................................................................... 10 Ställningsisomeri .......................................................................................................................................... 11 Flervärda alkoholer ...................................................................................................................................... 11 Aldehyder ...................................................................................................................................................... 12 Karboxylsyror ............................................................................................................................................... 13 Ketoner ......................................................................................................................................................... 17 Merkaptaner ................................................................................................................................................. 17 Etrar ............................................................................................................................................................. 17 Aminer .......................................................................................................................................................... 18 Amider .......................................................................................................................................................... 18 Fler aromatiska föreningar .......................................................................................................................... 18 Estrar ............................................................................................................................................................ 19 Funktionsisomeri .......................................................................................................................................... 20 Stereoisomeri ................................................................................................................................................ 20 Polymerer ..................................................................................................................................................... 22
BIOKEMI ............................................................................................................................................................. 24 Kolhydrater ................................................................................................................................................... 24 Aminosyror ................................................................................................................................................... 27 Proteiner ....................................................................................................................................................... 30
Fiberproteiner ............................................................................................................................................................30 Globulära proteiner ....................................................................................................................................................32
Lipider .......................................................................................................................................................... 32 Nukleinsyror ................................................................................................................................................. 35 Vitaminer ...................................................................................................................................................... 37
Vitamin A ..................................................................................................................................................................37 B-vitaminer ................................................................................................................................................................37 Vitamin C ..................................................................................................................................................................38 D-vitaminer ...............................................................................................................................................................38 Övriga vitaminer ........................................................................................................................................................38
Mineralämnen ............................................................................................................................................... 38 FYSIOLOGISKA PROCESSER ................................................................................................................................. 40
Matspjälkning ............................................................................................................................................... 40 Absorptionsfasen .......................................................................................................................................... 41 Postabsorptionsfasen .................................................................................................................................... 42 Nedbrytning av alkoholer ............................................................................................................................. 42 Katabolism av spjälkade näringsämnen ....................................................................................................... 43
Bärarmolekyler ..........................................................................................................................................................43 Glykolysen .................................................................................................................................................................44 Pyruvatjoner omvandlas till acetyl-CoA ....................................................................................................................45 Betaoxidationen .........................................................................................................................................................45 Citronsyracykeln ........................................................................................................................................................47 Cellandningen ............................................................................................................................................................47
AVSLUTNING ...................................................................................................................................................... 48 KÄLLFÖRTECKNING ........................................................................................................................................... 49
Organisk kemi och biokemi
3/49
Inledning
Människan är en komplex organism som helt och fullt är uppbyggd av kemiska föreningar,
varav de allra flesta är så kallade organiska föreningar. Organiska föreningar består vanligtvis
främst av atomerna kol, väte, syre och kväve, även om också andra ämnen kan förekomma i
mindre mängder. Denna uppsats är tänkt att översiktligt beskriva den organiska kemin samt de
ämnen och processer som återfinns och äger rum i människokroppen. Först kommer vi att
studera de organiska föreningarnas uppbyggnad och egenskaper, varefter vi kommer att stude-
ra var och hur de används i kroppen, samt hur de intages med födan. Vi kommer också att
studera några av alla de organiska föreningar som används i produkter i samhället i form av
plaster, samt användningar av organiska föreningar inom bland annat livsmedels- och läke-
medelsindustrin.
Organisk kemi och biokemi
4/49
Organisk kemi
Vi ska börja med att studera de enklaste organiska föreningarna, de så kallade kolvätena, som
endast består av kol- och väteatomer.
Eftersom en kolatom har fyra valenselektroner, kan den kovalent dela fyra elektronpar med
upp till fyra andra atomer. Detta är grundprincipen för hur kolväten är uppbyggda. När vi talar
om organiska föreningar, använder vi, förutom föreningarnas vanliga summaformler också
deras strukturformler, vilka anger hur atomerna är bundna till varandra. En komplett tvådi-
mensionell strukturformel består av samtliga atomer utritade på ett plan med streck emellan
dem; varje streck symboliserar ett delat elektronpar. Eftersom organiska föreningar ofta är
väldigt stora (innehåller många atomer), brukar emellertid strukturformlerna förkortas. Ofta
förekommer kedjor av kolatomer och väteatomer, som till exempel i kolvätet heptan:
C C C C C C C
H
H
H
H
H H
H H
H H
H H
H H
H
H
Denna strukturformel kan förkortas. Först kan vi skriva varje ”segment” som en lokal summa-
formel:
CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
Vi kan förkorta denna ytterligare genom att låta alla ”standardsegment” (CH2) vara underför-
stådda:
CH3 CH3
Vid varje ”skarv” återfinns alltså en CH2-grupp.
Oerhört många organiska ämnen är kända, och väldigt många av dem återfinns i naturen och
har också praktiska tillämpningar inom industrin (särskilt kemiska industrin, läkemedels- samt
livsmedelsindustrin). Vi kommer därför i denna uppsats endast att nämna de allra vanligaste
kemikaliernas naturliga förekomster och användningsområden.
Alkaner
Alkaner är kolväten där varje kol binder fyra atomer. I tabellen nedan anges de minsta kolvä-
tena. Kolumnen ”C” anger hur många kolatomer kolvätet innefattar och kolumnen ”fas” anger
vilket aggregationstillstånd (s: fast; l: flytande; g: gas) ämnet har vid NTP (normalt lufttryck
vid havsytan och temperaturen 25 °C).
C Namn Trivialnamn Formel Strukturformel Fas
1 metan gruvgas,
sumpgas
CH4 CH4 g
2 etan C2H6 CH3 CH3 g
3 propan C3H8 CH3 CH3 g
4 butan C4H10 CH3CH3
g
5 pentan C5H12 CH3 CH3 l
6 hexan C6H14 CH3CH3
l
Organisk kemi och biokemi
5/49
C Namn Trivialnamn Formel Strukturformel Fas
7 heptan C7H16 CH3 CH3 l
8 oktan C8H18 CH3CH3
l
9 nonan C9H20 CH3 CH3 l
10 dekan C10H22 CH3CH3
l
Tabell 1 Alkaner
Alla alkaner till och med alkanen med 16 kol, hexadekan (C16H34) är flytande vid NTP. Alka-
nen med 17 kol, heptadekan (C17H36), har smältpunkten 21 °C; alla större alkaner är fasta äm-
nen vid NTP.
Det enklaste kolvätet, metan är en doftlös gas. Vid industriell användning av gasen tillsätter
man dock ofta illaluktande gaser (ofta svavelföreningar), så att gasläckor enklare ska kunna
detekteras. Metan återfinns i jordens mantel och på havsbottnen och är en huvudbeståndsdel i
naturgas som används som bränsle för exempelvis elproduktion och uppvärmning.
Genom reaktionen
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
förbränns metan fullständigt.
Även djurs matspjälkningsprocesser bildar metan. Metan återfinns även på andra himlakrop-
par i vårt solsystem, bland annat på Jupiters måne Titan, som är den enda kända månen i sol-
systemet med en tjockare atmosfär, vilken till omkring 1,6 % består av metan. Metan har ock-
så återfunnits i gasmoln i den interstellära rymden. Även flera större alkaner återfinns fritt i
naturen, både på jorden och ute i rymden.
Bensin, som används som bränsle till mindre motorer (i exempelvis motorcyklar, bilar och
mindre flygplan) utgörs till största delen av en lösning av alkaner med kolantal mellan sex och
tio.
Isomeri
Två kemiska föreningar som har samma summaformel men olika strukturformler, sägs vara
isomera eller isomerer till varandra. Det finns olika typer av isomeri, vilka sammanfattas i
punktlistan nedan.
Strukturisomeri
o Kedjeisomeri
o Ställningsisomeri
o Funktionsisomeri
Stereoisomeri
o Cis-trans-isomeri
o Spegelbildsisomeri
Organisk kemi och biokemi
6/49
Strukturisomeri föreligger mellan två föreningar på grund av att atomerna i den ena förening-
en inte är bundna till motsvarande atomer i den andra föreningen. Beträffande stereoisomeri är
alla atomer bundna till motsvarande atomer, fast i andra riktningar i den tredimensionella
rymden.
Kedjeisomeri och nomenklatur
Kedjeisomeri förekommer när kedjan av kolatomer skiljer sig mellan två molekyler. Som ex-
empel är följande molekyler varandras isomerer:
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3
Båda har summaformeln C5H12, fast atomerna sitter bundna till varandra på olika sätt. Den
första molekylen känner vi igen som pentan. Den andra kan vi därför kalla en isomer till pen-
tan, eller iso-pentan. Vi kan också hitta en isomer till hexan:
CH3
CH3 CH3 CH3
CH3
Den första molekylen är hexan, och den andra kan vi kalla iso-hexan. Det finns emellertid
flera möjliga kandidater till namnet iso-hexan. Nedan visas samtliga tänkbara kedjeisomerer
till hexan.
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3
CH3 CH3
CH3
För att på ett entydigt sätt namngiva isomerer, har man kommit fram till följande regler:
1. Finn den längsta kontinuerliga kolkedjan i molekylen; denna kallas molekylens stam-
kedja. Den ogrenade alkanen med samma antal kol som stamkedjan blir molekylens
”efternamn”. För stegen nedan krävs också att vi numrerar kolatomerna i denna kedja,
så att den kolatom med förgrening som är närmast någon av huvudkedjans ändpunkter
får så lågt nummer som möjligt.
2. De grupper som är påsatta på denna kedja namnges för sig, och får den nya ändelsen
”–yl”, vilket betyder att de är grupper. I fallet med alkaner, kommer dessa grupper att
få ändelsen ” –yl” istället för ”–an”.
3. Samtliga grupper anges framför molekylens ”efternamn”. Före varje grupp sätts num-
ret för det kol på huvudkedjan, till vilket gruppen är bunden. Mellan siffror och namn
och mellan olika namn används bindestreck.
4. Om en viss grupp förekommer flera gånger, sätts ett räknetal
framför gruppens namn (utan bindestreck mellan räknetal och
gruppnamn), enligt tabellen till höger. Kolnumren för grupperna
separeras med kommatecken.
5. Grupperna före molekylens efternamn sorteras alfabetiskt. Räk-
netal undantages.
ett (mono)
två di
tre tri
fyra tetra
Tabell 2 Räkneord
Organisk kemi och biokemi
7/49
Som exempel erhåller vi för de isomera formerna av hexan följande namn:
CH3
CH3
hexan
CH3 CH3
CH3
2-metyl-pentan
CH3 CH3
CH3
3-metyl-pentan
Ett mer komplicerat exempel följer nedan:
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
4-etyl-6, 9-dimetyl-tridekan
Alkener
En kolatom kan ibland binda endast tre andra atomer; i sådana fall måste exakt en av dessa
bindningar utgöra en dubbelbindning, d.v.s. att två elektronpar delas mellan dessa atomer. En
förening med en eller flera dubbelbindningar säga vara omättad, och kan addera (tillägga) två
nya atomer vid dubbelbindningens position, varvid denna ersätts med en enkelbindning. I
strukturformler ritas dubbelbindningar som två parallella streck. För att ange att en kolkedja
innehåller dubbelbindningar, får dess ”efternamn” ändelsen ”–en” istället för ”–an”. Beträf-
fande numreringen av omättade kolväten, är det viktigt att de eventuella dubbelbindningarna
återfinns i stamkedjan. Detta är viktigare än att stamkedjan ska bli så lång som möjligt. Vid
numreringen gäller också att dubbelbindningens position ska få så lågt nummer som möjligt.
Numret för en dubbelbindning är lika med numret för den kolatom som ingår i denna och som
är närmast en av stamkedjans ändpunkter. Numret skrivs strax före molekylens ”efternamn”.
Betrakta som exempel följande föreningar:
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3
2-hepten 4-pentyl-2-deken
En mer teknisk namngivning av den senare molekylen ovan skulle vara 6-[1-propen-1-yl]
-dodekan.
Om två eller flera dubbelbindningar återfinns inom samma molekyl (på samma stamkedja) så
sätts lämpligt räkneord strax innan ”efternamnets” suffix ”–en”. Numren för dubbelbindning-
arna separeras även här med komma. Se exemplen nedan.
Organisk kemi och biokemi
8/49
CH3
CH3
2, 5-oktadien
CH3
CH3
2-okten
En omättad förening kan mättas genom att addera andra atomer, varvid dubbelbindningen
spricker upp. Betrakta följande reaktion som exempel.
C C
H
H
H
H
+ Br Br C CBr Br
H H
H H
Eten (etylen) är en signalsubstans (ett hormon) i växter och är även en tekniskt mycket viktig
alken. Eten används främst vid framställning av polyetenplast, en av de allra vanligaste plas-
terna i dagens moderna samhälle. Polyeten är en polymer av eten, d.v.s. en makromolekyl
hopsatt av otaliga etenmolekyler.
Dubbelbindningar är – till skillnad från enkelbindningar – inte fritt rörliga. Medan det för de
följande enkelbundna molekylerna gäller att de är identiska, så är de två molekylerna med
dubbelbindningar endast (stereo-) isomerer av varandra.
C C
Cl Cl
H
H H
H C C
Cl H
H
H Cl
H (samma molekyl)
C C
Cl Cl
H H
C C
Cl H
H Cl
(två olika molekyler)
Alkyner
Trippelbindningar, där tre elektronpar delas, behandlas analogt med dubbelbindningarna, fast
vi här istället lägger till suffixet ”–yn” istället för ”–en” som i fallet med dubbelbindningarna.
I exemplet nedan anger vi dubbel- och trippelbindningarnas positionsnummer strax före suf-
fixen ”–en” respektive ”–yn”, för att öka entydigheten.
CH CH3
non-3-en-1, 6-diyn
Halogenalkaner
Väteatomer kan i kolväten bytas ut mot andra atomer, främst halogener. Dessa namnges ge-
nom att de substituerade halogenatomerna samt deras positioner anges före molekylens ”ef-
ternamn”. Betrakta som exempel följande föreningar:
Organisk kemi och biokemi
9/49
CH3CH3
Cl
Cl
2, 5-diklor-oktan
Cykloalkaner
En cykloalkan är en cyklisk alkan, d.v.s. en alkan vars ena ”ände” binds till dess andra ”ände”,
så att den inte får någon ände alls.
C
CC
C
CC
H
H
H
HHH
H
H
H
HHH
cyklohexan
eller förkortat
cyklohexan
Cyklohexan och cyklopentan är tämligen stabila cykloalkaner, jämfört med cyklobutan och
den instabila cyklopropan.
Aromatiska kolväten
Kolväten som utgår från bensen kallas aromatiska kolväten. Bensen är ett cykliskt kolväte där
– så som man tidigare uttryckte det – varannan kol-kol-bindning utgörs av en dubbelbindning.
Detta är dock inte riktigt lämpligt, eftersom bensen inte beter sig som en omättad förening.
C
CC
C
CC
H
H
H
H
H
H
bensen
eller förkortat
bensen
Med modern terminologi kan man konstatera att de båda nedan (resonans-) formlerna är tänk-
bara:
Istället för att ange dessa båda, så brukar man, säga att de sex1 extra bindningselektronerna är
delokaliserade, och tillhör varje kolatom lika mycket. För att rita detta, brukar man symbolise-
ra de delokaliserade elektronerna med en cirkel:
1 Varför sex? Varje kolatom har fyra valenselektroner. Två av dessa går åt till att enkelbinda grannatomerna och
en till väteatomen. Därför får varje kolatom en valenselektron över och hela molekylen (som består av sex
Organisk kemi och biokemi
10/49
bensen
Man kan betrakta de två ”konventionella” dubbelbindningsmodellerna ovan som två extrem-
lägen för elektronernas positioner i bensenmolekylen, medan bensenmolekylens modell bör
beskrivas som den senare (en resonanshybrid), vilken är stabilare. Bensen är en färglös och
väldoftande vätska vid NTP. Bensen har vidare visats vara cancerframkallande.
Två vanliga bensenderivat är metylbensen (toluen) och dimetylbensen (xylen), vilka fås från
bensen genom en respektive två substitutioner med metylgrupper (väteatomer byts ut mot
metylgrupper).
CH3
metylbensen
toluen
Det finns (givetvis) tre strukturisomerer av xylen:
CH3
CH3
1, 3-dimetylbensen
meta-xylen
CH3
CH3
1, 2-dimetylbensen
orto-xylen
CH3
CH3
1, 4-dimetylbensen
para-xylen
Toluen och xylen är båda liksom bensen färglösa vätskor. Toluen och xylen används bland
annat i bensin, som lösningsmedel och för syntes av andra kemikalier.
Alkoholer
Vi skall nu titta på mer avancerade organiska föreningar än de rena kolvätena (och halogen-
kolvätena, som vi också studerat). Om en väteatom på ett kolväte byts ut mot någon annan
grupp (som inte är en ren kolvätegrupp), så kan nämligen ämnet få helt nya egenskaper. En
sådan grupp kallas en funktionell grupp. Vi skall börja med att studera alkoholer, som är or-
ganiska föreningar med den funktionella gruppen –OH, hydroxylgruppen (”hydroxigruppen”).
Först ska vi studera alkoholer som är direkta derivat av alkanerna med endast den yttersta
väteatomen substituerad mot en hydroxylgrupp. Eftersom dessa endast innehåller en hydrox-
ylgrupp vardera, kallas de envärda alkoholer. Deras namn bildas genom tillägg av suffixet ”–
ol”.
C Namn Trivialnamn Formel Strukturformel Fas
1 metanol träsprit CH3OH CH3 OH l
kolatomer) får därför sex valenselektroner över. Dessa delas av samtliga kolatomer i molekylen, vilket visas av
cirkeln.
Organisk kemi och biokemi
11/49
C Namn Trivialnamn Formel Strukturformel Fas
2 etanol sprit C2H5OH CH3
OH
l
3 propanol C3H7OH CH3
OH
l
4 butanol C4H9OH CH3 OH
l
5 pentanol C5H11OH CH3
OH
l
6 hexanol C6H13OH CH3 OH l
7 heptanol C7H15OH CH3
OH
l
8 oktanol C8H17OH CH3 OH l
9 nonanol C9H19OH CH3
OH
l
10 dekanol C10H21OH CH3 OH l
Tabell 3 Några envärda alkoholer
Vi ser att alkoholerna generellt har högre kokpunkter än motsvarande alkaner, vilket givetvis
kommer av att hydroxylgrupperna åstadkommer vätebindningar2. Dodekanol, C12H25OH (12
kol), är den första fasta alkoholen av denna typ. Metanol och etanol används bland annat som
lösningsmedel och i viss mån som bränslen (särskilt etanol). Dessa produceras också av an-
aeroba bakterier. Etanol är toxiskt men används trots det i vissa kulturer som berusningsme-
del. I princip samtliga alkoholer nämnda ovan har diverse praktiska applikationer inom indu-
strin.
Ställningsisomeri
Två organiska föreningar som är lika sånär som på att en funktionell grupp återfinns på två
olika ställen i de två föreningarna, sägs vara ställningsisomera. För att ange specifika isome-
rer, måste alltså positionen för samtliga funktionella grupper markeras. Betrakta som exempel
följande alkoholer.
CH3
OH
1-heptanol 2-heptanol
CH3 CH3
OH
För att öka entydigheten, bör vi alltså namnge alkoholerna i tabellen ovan 1-propanol, 1-
butanol, 1-pentanol osv.
Flervärda alkoholer
En alkohol som innehåller fler än en (1) hydroxylgrupp sägs vara flervärd. Om den speciellt
har n hydroxylgrupper, sägs den vara n-värd. Namnet för en flervärd alkohol består av hyd-
roxylgruppernas positionsnummer samt lämpligt prefix till suffixet ”–ol” i föreningens ”efter-
namn”. Vi skall nu titta på några mycket vanliga flervärde alkoholer.
2 För vidare diskussioner kring kemisk bindning, se till exempel Rejbrand, Andreas. Kemisk bindning. Katrine-
holm 2004.
Organisk kemi och biokemi
12/49
C Namn Trivialnamn Formel Strukturformel Fas
2 1,2-etandiol glykol C2H4(OH)2 OH
OH
l
3 1,2,3-propantriol glycerol,
glycerin
C3H5(OH)3 OH
OH
OH
l
Tabell 4 Några flervärda alkoholer
Den mest kända applikationen av etandiol är troligen som tillsats i bilars kylarvätska. Om
kylarvätskan i en bil består av omkring 50 % etandiol och 50 % vatten, så sjunker fryspunkten
till −35 °C, vilket gör att den inte stelnar (fryser) om bilen står utomhus vid minusgradig tem-
peratur (i °C). Propantriol är en huvudbeståndsdel i alla fetter.
En alkohol sägs vara primär (med avseende på en viss hydroxylgrupp) om kolet som binder
hydroxylgruppen max binder en annan kolatom. Om den istället binder två andra kolatomer,
sägs alkoholen (med avseende på hydroxylgruppen) vara sekundär; om den binder tre andra
kolatomer, sägs den vara tertiär. Alla alkoholer i Tabell 3 Några envärda alkoholer är primä-
ra. Glykol är primär med avseende på dess båda hydroxylgrupper. De yttre hydroxylgrupperna
i glycerolmolekylen är vidare primära, medan den mellersta faktiskt är sekundär.
C OHR
H
H
primär alkohol
C OHR2
R1
H
sekundär alkohol
C OHR2
R1
R3
tertiär alkohol
Rn står för valfri kolvätekedja. Vi ska nu titta på vad som händer när primära, sekundära och
tertiära alkoholer oxideras.
Aldehyder
Aldehyder kallas föreningar med den funktionella gruppen –CHO, aldehydgruppen.
C
O
Haldehydgruppen
Aldehyder bildas bland annat vid (måttlig) oxidation av primära alkoholer. Reaktionen visas
nedan:
C OHR
H
H
+ ½ O2 C
O
H
R + OH2
Om vi oxiderar (de primära) alkoholerna från Tabell 3 Några envärda alkoholer, så erhåller
vi de enklaste aldehyderna. Dessa namnges med ursprungsalkanens namn följt av suffixet ”–
al”. Märk att detta är helt analogt med nomenklaturen av alkoholer, där istället suffixet ”–ol”
används.
Organisk kemi och biokemi
13/49
C Namn Trivialnamn Formel Strukturformel Fas
1 metanal formaldehyd HCHO O
H
H
g
2 etanal acetaldehyd CH3CHO O
H
CH3
l
3 propanal C2H5CHO O
H
CH3
l
4 butanal C3H7CHO O
H
CH3
l
5 pentanal C4H9CHO O
H
CH3
l
6 hexanal C5H11CHO O
H
CH3
l
7 heptanal C6H13CHO O
H
CH3
l
8 oktanal C7H15CHO O
H
CH3
l
9 nonanal C8H17CHO O
H
CH3
l
10 dekanal C9H19CHO O
H
CH3
Tabell 5 Några aldehyder
Metanal uppstår i naturen bland annat i samband med skogsbränder och återfinns också i
bilavgaser och tobaksrök. Eftersom metanal dödar bakterier, används metanal-vatten-lösning
(formalin) som desinfektionsmedel och även konserveringsmedel för exempelvis djur i glas-
burkar i museer. Metanal används också för att torka ut hud, vid exempelvis behandling av
hudvårtor, samt inom plastindustrin. Främst används metanal emellertid vid syntes av andra
ämnen.
Etanal produceras av växter och förekommer naturligt i mogna frukter och i bröd. Inom indu-
strin används etanal främst vid syntes av andra ämnen. Både metanal och etanal misstänks ha
cancerogena effekter. Heptanal och oktanal används till målarfärger, och åtskilliga av aldehy-
derna ovan används inom läkemedelsindustrin.
Karboxylsyror
Om vi oxiderar en aldehyd erhåller vi ett nytt ämne, som tillhör klassen karboxylsyror. En
karboxylsyra är en molekyl som innehåller den funktionella gruppen –COOH, karboxylgrup-
pen.
Organisk kemi och biokemi
14/49
C
O
OH
R
karboxylgruppen
Den allmänna reaktionen när en aldehyd oxideras till en karboxylsyra, framgår av formeln
nedan.
R C
O
H
+ ½O2 R C
O
OH
Om vi oxiderar aldehyderna i Tabell 5 Några aldehyder erhåller vi de enklaste karboxylsy-
rorna. En karboxylsyra namnges genom att suffixet ”–syra” läggs till alkanens ”efternamn”.
C Namn Trivial-
namn
Formel Strukturformel Fa
s
1 metansyra myrsyra HCOOH O
OH
H
l
2 etansyra ättiksyra CH3COOH O
OH
CH3
l
3 propansy-
ra
propionsyra C2H5COOH O
OH
CH3
l
4 butansyra smörsyra C3H7COOH O
OH
CH3
l
5 pentansyra valeriansyra C4H9COOH O
OH
CH3
l
6 hexansyra kapronsyra C5H11COO
H
O
OH
CH3
l
7 heptansyra C6H13COO
H
O
OH
CH3
l
8 oktansyra kaprylsyra C7H15COO
H
O
OH
CH3
l
9 nonansyra C8H17COO
H
O
OH
CH3
1
0
dekansyra kaprinsyra C9H19COO
H
O
OH
CH3
s
Organisk kemi och biokemi
15/49
Tabell 6 Några karboxylsyror
Myrsyra utsöndras bland annat från giftkörtlar hos vissa arter av bin och myror (därav nam-
net), och är den starkaste karboxylsyran i tabellen ovan; karboxylsyror är i regel dock tämli-
gen svaga syror. Vattenlösningen av ättiksyra (ättika, vinäger) används tack vare dess konser-
verande och antiseptiska egenskaper inom mathållningen. Ättiksyra används också inom färg-
, läkemedels- och plastindustrin. Propionsyra (eller dess ammoniumsalt) sköljs över djurfoder
för att hämma bakterietillväxt; även bröd kan behandlas med propionsyra. Smörsyra bildas
ofta i gammalt smör, vilket ger smöret en illaluktande doft (därav namnet).
Som för alla andra syror, kan karboxylsyror protolysera i vatten. Detta sker enligt reaktionen
nedan.
O
OH
R + OH2
O
O-
R + OH3
+
Den anjon som uppkommer kallas karboxylatjon. Tabellen nedan visar karboxylatjonerna som
uppkommer när syrorna i Tabell 6 Några karboxylsyror protolyseras.
C Namn Trivialnamn Formel Strukturformel
1 metanoat formiat HCOO− O
O-
H
2 etanoat acetat CH3COO
− O
O-
CH3
3 propanoat propionat C2H5COO− O
O-
CH3
4 butanoat butyrat C3H7COO
− O
O-
CH3
5 pentanoat valerat C4H9COO− O
O-
CH3
6 hexanoat kapronat C5H11COO
− O
O-
CH3
7 heptanoat C6H13COO
− O
O-
CH3
8 oktanoat kaprylat C7H15COO
− O
O-
CH3
9 nonanoat C8H17COO
− O
O-
CH3
Organisk kemi och biokemi
16/49
C Namn Trivialnamn Formel Strukturformel
10 dekanoat kaprinat C9H19COO− O
O-
CH3
Tabell 7 Några karboxylatjoner
Det finns också flervärda karboxylsyror. Den enklaste dikarboxylsyran är oxalsyra, ett fast,
vitt, vattenlösligt ämne. Oxalsyra återfinns i exempelvis rabarber, och ger rabarbern dess sura
smak. Oxalsyra återfinns även i fanerogamen harsyra (Oxalis acetosella), därav namnet. Ox-
alsyrans anjon kallas oxalatjon. Saltet kalciumoxalat är svårlösligt och kan ibland fällas ut i
kroppen; den vanligaste formen av njursten (60 % av alla fall) består av en blandning av sal-
terna kalciumoxalat och kalciumfosfat, medan 20 % av alla fall består enbart av kalciumoxa-
lat3. Just på grund av att oxalsyra binder viktiga näringsämnen – såsom kalcium – kan långva-
rigt (omfattande) oxalsyraintag leda till näringsbrist, åtminstone hos personer med njursjuk-
domar.
C
C
O
O OH
OH
oxalsyra
Det finns också trikarboxylsyror, såsom citronsyra. Som namnet antyder återfinns citronsyra i
citroner. Syran används också inom livsmedelsindustrin som surhetsreglerande medel. Citron-
syrans anjon heter citratjon.
HOOC
HOOC
COOHOH
citronsyra
Om en annan funktionell grupp, såsom en hydroxylgrupp, också återfinns på en karboxylsyra,
så anges inte hydroxylgruppens läge med vanlig numrering, utan med ”grekisk numrering”.
Grekisk numrering går ut på att kolet närmast karboxylgruppens kol benämns α, och nästa β,
γ osv. Molekylen α-hydroxi-propansyra (mjölksyra) är ett enkelt exempel på en hydroxisyra.
Mjölksyras anjon kallas laktatjon.
CH3
CH C
O
OHOH
mjölksyra
Om en karboxylsyra upphettas (oxideras) så spricker kedjan, och till slut erhåller vi vatten och
koldioxid.
3 Källa: H. G. Tiselius, Karolinska Institutet
Organisk kemi och biokemi
17/49
Ketoner
Kemiska föreningar med den funktionella gruppen ”>C=O”, ketogruppen4, kallas ketoner.
Ketoner bildas vid uppvärmning (oxidation) av sekundära alkoholer, enligt den allmänna for-
meln nedan. Ketoner namnges med suffixet ”–on” till ”efternamnet”.
C OH
R1
R2
H + ½O2 C O
R1
R2
+ OH2
Den enklaste sekundära alkoholen är 2-propanol, varför den enklaste ketonen är 2-propanon
(aceton), en färglös vätska med hög vattenlöslighet. Aceton används kanske främst som lös-
ningsmedel i industrin, men bildas också naturligt i människokroppen vid nedbrytning av fett.
Vid speciella tillstånd, såsom svält och diabetes, då fettnedbrytningen ökar p.g.a. att kolhyd-
ratnedbrytningen avtar, kan svett och saliv faktiskt lukta av aceton.
CH3 C
CH3
O
aceton
Precis som ett ämne – liksom mjölksyra – både kan vara en syra och en alkohol, kan ett ämne
vara både en syra och en keton. Även här används beteckningarna α, β, γ osv. Ett enkelt ex-
empel på en dylik ketosyra är α-ketosyran pyrodruvsyra, som har den korresponderande anjo-
nen pyruvatjon.
CH3
C C
O O
OH
pyrodruvsyra
Vid oxidation av ketoner spricker kedjan och vi erhåller vatten och koldioxid.
Merkaptaner
Om vi byter ut syre mot svavel i hydroxylgruppen –OH får vi en ny funktionell grupp, –SH.
Ämnen med denna grupp kallas merkaptaner eller tioler. Den enklaste merkaptanen är me-
tylmerkaptan, CH3–SH.
Etrar
Ämnen som innehåller den funktionella gruppen –O– kallas etrar. Själva segmentet –O– kal-
las eterbrygga. En eter namnges genom att den längsta kolkedjan blir eterns ”efternamn” me-
dan den andra kedjan får suffixet ”–oxy” istället för ”–an” (så blir exempelvis metan ”me-
toxy-”) och skrivs först. Betrakta som exempel den färglösa vätskan etoxyetan (dietyleter,
vardagligt: ”eter”). Fram till slutet av 1960-talet användes etoxyetan som narkosmedel5.
4 Notera särskilt att gruppen heter ketogrupp och inte ”ketongrupp”.
5 Kokpunkten för etoxyetan ligger på 34,6 °C.
Organisk kemi och biokemi
18/49
CH3 O CH3
etoxyetan
Aminer
Om en eller flera av väteatomerna i ammoniak (NH3) substitueras mot kolvätekedjor (R1, R2,
R3) erhåller vi en amin. Alla aminer kan alltså skrivas på formen nedan, där Rn kan vara väte
eller en kolvätekedja. Om endast ett av ammoniakens väten är ersatt, talar vi om en primär
amin; om två väten är ersatta är aminen sekundär, och om alla tre vätena är ersatta är aminen
tertiär. Aminer är baser.
N R2
R1
R3
En amin
Amider
Kondensationsprodukten6 av en karboxylsyra och en amin benämns amid. Den allmänna reak-
tionen vid bildandet av en amid från en primär amin visas nedan.
R1
O
OH
+ R2N
H
HN
R2
R1
O
H+ OH2
karboxylsyra primär amin amid
Fler aromatiska föreningar
Om vi substituerar en av väteatomerna i bensen med en hydroxylgrupp erhåller vi fenol, ett
fast ämne med stark doft. Fenol användes tidigare som desinfektionsmedel tack vare dess an-
tiseptiska egenskap, men undviks idag på grund av dess toxicitet. Fenol används också vid
tillverkning av plaster.
OH
fenol
Om vi istället ersätter väteatomen med en karboxylgrupp, erhåller vi det vita fasta ämnet ben-
soesyra. Bensoesyrans anjon kallas bensoat; flera bensoater, såsom natriumbensoat, används
som konserveringsmedel åt födoämnen.
6 En kondensationsreaktion är en reaktion där två molekyler sätter ihop sig till en större molekyl, under avgivan-
de av en mindre molekyl, vanligtvis vatten.
Organisk kemi och biokemi
19/49
O OH
bensoesyra natriumbensoat
O O-
Na+
O H
bensaldehyd
Om vi i en bensenring substituerar två väteatomer mot en hydroxylgrupp och en karboxyl-
grupp i ortoställning, erhåller vi salicylsyra. Om vi vidare substituerar hydroxylgruppens väte
mot en acetylgrupp (CH3CO–) erhåller vi acetylsalicylsyra, som ingår i många smärtstillande
och febernedsättande läkemedel, såsom Aspirin, Albyl, Magnecyl och Treo.
OH
O OH
salicylsyra
O
O OH
CH3
O
acetylsalicylsyra
En annan vanlig aktiv substans i värk- och febernedsättande läkemedel är ibuprofen, som
bland annat återfinns i läkemedlen Ipren och Ibumetin. Också paracetamol är vanligt och an-
vänds bl.a. i läkemedlen Alvedon och Panodil.
CH3
O
OH
CH3
CH3
ibuprofen
OH
NH CH3
O
paracetamol
Om vi substituerar en väteatom i bensen mot en primär aminogrupp, erhåller vi molekylen
anilin, ett flytande ämne som används flitigt inom industrin (särskilt läkemedelsindustrin).
NH2
anil in
Estrar
Estrar är kondensationsprodukter av karboxylsyror och alkoholer. Nedan visas den allmänna
reaktionsformeln för bildandet av en ester. Denna reaktion, esterbildning, kräver ofta tillsats
av en sur katalysator, såsom svavelsyra (H2SO4).
Organisk kemi och biokemi
20/49
En ester namnges med karboxylsyrans anjon som ”efternamn”, före vilket alkoholens grupp-
namn anges. Betrakta som exempel följande reaktion.
CH3
O
OH
+ CH3OH CH3
O
O CH3
+ OH2
etansyra metanol metyletanoat
Kortare estrar är ofta väldoftande. Som exempel ger etylbutanoat doft åt ananas. Många estrar
används också som tillsatser i form av artificiella smak- och doftämnen i olika livsmedelspro-
dukter (kanske främst godis). Bland annat luktar metylbutanoat som ananas/äpple, pentyleta-
noat som banan, pentylpentanoat som äpple och pentylbutanoat som päron/aprikos.
Funktionsisomeri
Två molekyler med samma summaformel fast med olika funktionella grupper sägs vara funk-
tionsisomera. Betrakta som exempel följande funktionsisomera par av molekyler (1 par/rad).
CH3 OH
hexanol (C6H14O)
CH3 O CH3
etoxybutan (C6H14O)
CH3
CH2
1-hexen (C6H12) cyklohexan (C6H12)
Stereoisomeri
Medan strukturisomeri beror på att atomerna är bundna till olika atomer i de två molekylerna,
så beror stereoisomeri på att bindningarna istället endast skiljer sig åt med avseende på deras
riktningar i rummet.
Vid en dubbel- eller trippelbindning, som (som bekant) inte är rörlig, kan atomerna arrangera
sig på två olika sätt i rymden. Om två liknande strukturer återfinns på samma sida, talar vi om
cis-isomeren. Om de två strukturerna återfinns på olika sidor, talar vi om trans-isomeren.
C C
Cl Cl
H H
C C
H Cl
Cl H
cis-1, 2-diklor-eten trans-1, 2-diklor-eten
Organisk kemi och biokemi
21/49
CC
CC
CC
CC
CC
H
HH
H
HH
H
H
HH
HH
HH
HH
H
H
HH
CC
CC
CC
CC
CC
H
HH
H
HH
H
H
HH
H
H
HH
H
H
H H
HH
trans-3-decen cis-3-decen
En annan form av stereoisomeri uppkommer när ett kol (eller någon annan atom) binder fyra
olika atomgrupper; då är två olika isomerer aktuella. Atomen som binder de fyra olika grup-
perna, kallas asymmetriskt centrum eller kiralt kol (om atomen är en kolatom, vill säga). Den-
na form av stereoisomeri kallas spegelbildsisomeri, och två spegelbildsisomera molekyler
sägs vara enantiomerer till varandra. Om en molekyl har n asymmetriska centra, så finns det
följaktligen 2n olika enantiomerer. De två enantiomererna som ett asymmetriskt centrum ger
upphov till namnges med prefixen ”D-” respektive ”L-” från de latinska orden för höger re-
spektive vänster7.
Två enantiomerer har oftast liknande kemiska och fysikaliska egenskaper, fast en viktig skill-
nad finns: de vrider planpolariserat ljus i olika riktningar. En lösning av endast en enantiomer
av en viss förening, är således optiskt aktiv. En 1:1-blandning (en racemisk blandning) av de
båda enantiomererna är emellertid optiskt inaktiv.
Ett exempel på spegelbildsisomeri utgör de två enantiomererna av mjölksyra. I naturen (ex-
empelvis i människans muskler) förekommer endast den ena enantiomeren.
De två enantiomererna av mjölksyra
CH3C
CO
OH
OH
HCH3
CC
O
OH
OH
H
Beträffande läkemedel är det vanligt att det endast är en av flera möjliga enantiomerer som är
positivt verksam; de andra enantiomererna kan till och med vara skadliga. Under sextiotalet
såldes ett lugnande läkemedel vid namn Neurosedyn i Sverige. Den aktiva substansen var
thalidomid. Denna försäljning resulterade emellertid i en utbredd olycka: det var nämligen
endast den ena av de två enantiomererna av thalidomid som verkade lugnande; den andra
enantiomeren visade sig vara en teratogen8.
7 Latin: dexter (höger) respektive laevus (vänster)
8 Teratogen: ämne som orsakar fosterskador
Organisk kemi och biokemi
22/49
De två enantiomererna av thalidomid
N
O
O
NH
O
H
normal verkan teratogen effekt
N
O
O
NH
O
H
Ett annat exempel är det antidepressiva läkemedlet citalopram som har två enantiomerer, var-
av vilka endast en antas vara verksam. Tidigare tillgängliga läkemedel använde en blandning
av dessa enantiomerer, men den senaste varianten, som i Sverige säljs under handelsnamnet
Cipralex, använder sig endast av den förmodat aktiva enantiomeren. Den nya aktiva substan-
sen namngavs escitalopram, och antas vara betydligt effektivare (om inte annat, så fördubblas
åtminstone koncentrationen verkligt aktiv substans). Escitalopram förekommer i tabletter som
oxalat salt.
O
F
N
CH3
CH3
N
escitalopram
O
F
N
CH3
CH3
N
icke verksam enantiomer
De två enantiomererna av citalopram
Polymerer
En polymer är en mycket stor molekyl (makromolekyl) som består av många små (ofta likada-
na) molekyler, monomerer, som bundits till varandra (oftast kovalent). Reaktioner som bildar
polymerer kallas polymerisationer. Plaster, som är artificiella material med varierande egen-
skaper och som används oerhört flitigt i dagens samhälle, består av polymerer (och vissa till-
satser, såsom mjukgörare och färgämnen). En polymer som består av mer än en sorts mono-
mer, kallas sampolymer.
En mycket vanlig plast är polyetenplast. Polymeren polyeten (PE) framställs ur den enklaste
alkenen, eten. Det finns flera typer av polyetenplast, bland andra högdensitetspolyeten
(HDPE) och lågdensitetspolyeten (LDPE). Polyeten används mycket flitigt i dagens samhälle
för produkter som exempelvis flaskor, burkar, vattenledningar, stuprör, plastfolie, plastpåsar,
(isolationsplasten runt) elektriska kablar och proteser. Reaktionen när PE bildas kan skrivas
som nedan.
Organisk kemi och biokemi
23/49
CH2 CH2 CH2 CH2
n
n
En annan mycket vanlig plast idag är polypropenplast; polymeren polypropen (PP) framställs
ur propen. Polypropen används bland annat till förpackningar, bilars inredningsmaterial och
isolation runt elektriska kablar. Polystyren är också mycket vanlig och används bland annat
till ”lådorna” till elektriska produkter (såsom datorer, skärmar och andra datortillbehör, TV-
apparater, DVD-enheter, högtalare och andra hemmabioenheter, fjärrkontroller, kylskåp, och
mikrovågsugnar), förpackningar, engångsartiklar av plast, leksaksbyggsatser, CD-fodral och
kabelisolation. Polystyrens polymerisationsreaktion visas nedan.
CH2
n
n
Polyvinylklorid (PVC) är också en mycket viktig plast-polymer. Polyvinylklorid används
främst inom byggindustrin (70 % av all PVC-produktion), till fönsterkarmar, rör och golvbe-
läggningar. Polyvinylklorid bildas från monomeren vinylklorid enligt formeln nedan.
ClH
H H
n
Cl
H
H
H
n
ABS-plast är en sampolymer av akrylnitril-, 1,3-butadien- och styrenmonomerer (därav nam-
net). ABS används bland annat till rör, bildelar, LEGO-klossar (sedan 1963), skal till konsu-
mentelektronik, gatlyktor och musikinstrument.
CH2N
akrylnitri l
Organisk kemi och biokemi
24/49
Biokemi
Vi ska nu studera de organiska föreningar som bygger upp levande organismer. Dessa kan
delas in i grupperna
kolhydrater,
proteiner,
lipider och
nukleinsyror.
Kolhydrater
Kolhydrater är den gemensamma benämningen på sockerarter och polymerer av sådana.
Namnet ”kolhydrat” kommer av att många kolhydrater har formeln Cn(H2O)m där ( Nn och
Nm ).
De enklaste sockerarterna kallas monosackarider, vilka är flervärda alkoholer med vanligtvis
fem eller sex kolatomer. Deras namn slutar på ”–os” och kan delas in i olika grupper beroende
på deras kemiska formler. Monosackarider med fem kolatomer kallas pentoser, medan mono-
sackarider med sex kolatomer kallas hexoser. Pentoserna och hexoserna kan vidare delas in i
undergrupper, beroende på om sockerarterna innehåller keto- eller aldehydgrupper. Det finns
alltså aldopentoser, aldohexoser, ketopentoser och ketohexoser.
Två mycket vanliga sockerarter är aldohexosen glukos (druvsocker) och ketohexosen fruktos
(fruktsocker).
C1
C2
C3
C4
C5
CH26
O H
H
H
H
H
OH
OH
OH
OH
OH
CH21 C
2
C3
C4
C5
CH26
OHO
OH
OH
OHH
H
H
OH
D-glukos D-fruktos
Dessa förekommer dock oftast i ringform. Vi ska nu närmare studera D-glukosens två ring-
former, vilka uppkommer genom att kolatom 1 och 5 binds till varandra via en eterbrygga.
Syret i bryggan kommer från hydroxylgruppen bunden till kol 5. Vätet i hydroxylgruppen
binds istället till syreatomen i aldehydgruppen bunden till kol 1, så att en hydroxylgrupp bil-
das vid kol 1. De två isomera formerna av cykliskt D-glukos kallas α-D-glukos respektive β-
D-glukos.
Organisk kemi och biokemi
25/49
5 O
1
23
4
OH
OH
OHOH
6OH
5 O
1
23
4
OH
OH
OH
6
OH
OH
-D-glukos -D-glukos
Glukos är ett vitt, fast ämne och består alltid av en av de två cykliska formerna. De tre for-
merna av glukos (de två cykliska och den icke-cykliska) övergår däremot naturligt mellan
varandra om glukosen återfinns i en vattenlösning; en jämvikt dem emellan uppstår. I en lös-
ning är omkring 35 % α-D-glukos, 65 % β-D-glukos och 0,003 % icke-cyklisk D-glukos.
Glukos används som energikälla av djur. Både glukos och fruktos är vanliga ämnen i växter.
Kondensationsprodukten av två monosackarider är en disackarid. Två av disackariderna som
kan bildas av två glukosmolekyler är maltos och cellobios; i båda fallen är det kolatomerna 1
och 4 från de två glukosresterna som binds ihop. I maltos är den vänstra glukosresten α-glukos
och i cellobios β-glukos. Bindningarna mellan två monosackarider kallas glykosidbindningar;
mer specifikt kan man också ange de bundna kolatomerna samt den vänstra glukosrestens
isomer (α eller β). Bindningarna mellan glukosresterna i maltos och cellobios är följaktligen
α-1,4-glykosidbindning respektive β-1,4-glykosidbindning.
5 O
1
23
4
OH
OH
OH
6OH
O
5 O
1
23
4
OH
OH
6
OH
OH
maltos
5 O
1
23
4
OH
OH
OH
6OH
O
5 O
1
23
4
OH
OH
6
OH
OH
cellobios
Glukos (i vattenlösning) är en reducerande sockerart, eftersom aldehydgruppen lätt kan oxide-
ras till en karboxylgrupp. Eftersom kolatomerna 1 i de högra glukosresterna i maltos och cel-
lobios är orörda kan dessa rester öppna sig och bilda aldehydgrupper; således är också maltos
och cellobios reducerande sockerarter.
Sackaros (rörsocker; i dagligt tal ”socker”) består av en glukos- och en fruktosrest. Kolatom 1
från glukosresten binds till kolatom 2 i fruktosresten, vilket gör att ingen aldehydgrupp kan
uppkomma, och att sackaros inte är en reducerande sockerart. Sackaros är ett vitt, fast ämne
som används mycket flitigt inom livsmedelsindustrin och matlagning för att ge födoämnen
sötare smak. Tack vare att sackarosmolekylen har flera hydroxylgrupper (som kan ge väte-
bindningar), är sackaros lättlösligt i vatten.
Organisk kemi och biokemi
26/49
O
OH
OH
OH
OH
O
OOH
OH
OH
OH
sackaros
En annan mycket viktig monosackarid är galaktos som är en aldohexos. Galaktos återfinns
främst i mjölkprodukter. Av strukturformeln nedan inser vi att galaktos är en enantiomer till
glukos.
O
OH
OH
OH
OHOH
galaktos
Laktos (mjölksocker) är en disackarid bestående av en glukosrest och en galaktosrest. Laktos
återfinns främst i mjölk, därav namnet. Masshalten laktos är 6-7 % i människomjölk och 4-
5 % i komjölk (vilket är tämligen mycket ty masshalten vatten naturligtvis dominerar). Laktos
används också ofta som ”utfyllnadsmedel” i läkemedelstabletter.
laktos
O
OH
OH
O
OH
OH O
OH
OH
OH
OH
Fler än två monosackarider kan bindas ihop, varvid resultatet blir en oligosackarid. Om åtskil-
liga monosackaridrester bygger upp en större kolhydrat, talar vi om en polysackarid. Det kan
röra sig om hundratals eller tusentals rester.
Polysackariden stärkelse består av två polysackarider, amylos och amylopektin. Amylos är en
ogrenad kedja med α-1,4-glukosidbindningar av glukosrester. Detta gör att amylosmolekylen
Organisk kemi och biokemi
27/49
blir böjd, och att stärkelse bildar korn och inte långa fibrer. Amylopektin är en grenad kedja
av glukosrester; grenkedjorna binds till huvudkedjan med α-1,6-glykosidbindningar vid
knappt var 30:e glukosrest. När stärkelse bryts ner i exempelvis människans matspjälknings-
kanal, bildas maltos vilket sedan bryts ner till glukos. Stärkelse är den vanligaste kolhydraten i
människans föda, och utgör normalt människans främsta energikälla. Stärkelse återfinns bland
annat i stora mängder i bröd, potatis, pasta och ris. Stärkelse produceras också av växter när
de får ”överskottsenergi”; stärkelsen utgör då ett ”förråd” av kemisk energi. Stärkelse löses
inte i vatten. Stärkelse används också inom pappers- och textilindustrin.
Polysackariden glykogen (vardagligt: ”djurstärkelse”) är byggd som amylopektinmolekylen,
fast förgreningarna kommer vid omkring var 10:e glukosrest. Glykogen utgör djurens förråd
av kemisk energi. När kroppen har ett överskott av glukos kan glukosmolekyler omvandlas till
glykogen, som senare vid energibehov kan spjälkas tillbaka till glukos. Glykogen återfinns
hos människor i skelettmuskler och i levern (10 % av leverns massa utgörs av glykogen).
Polysackariden cellulosa är det vanligaste organiska ämnet i naturen, och den bygger upp väx-
ternas cellväggar. (Man kan säga att cellulosa utgör växternas grundbyggnadsmaterial.) Cellu-
losa består av glukosrester bundna med β-1,4-glykosidbindningar, vilket gör cellulosa fibrös.
Cellulosa kallas vardagligt ofta för just ”fibrer”. Människans matspjälkningssystem rår emel-
lertid inte på bindningarna i cellulosa, varför vi inte kan tillgodogöra oss någon energi från
ämnet, vilket däremot exempelvis idisslare kan. Cellulosa är också huvudbeståndsdelen i pap-
per.
Aminosyror
En aminosyra är en organisk förening som innehåller både en karboxylgrupp och en amino-
grupp. De mest biokemiskt intressanta aminosyrorna är α-aminosyrorna, vars allmänna formel
illustreras nedan.
O
OHR
NH2
-aminosyra
En vattenlösning av en aminosyra innehåller oftast ganska få oprotolyserade aminosyror;
istället förekommer de flesta i form av amfojoner, som uppkommer när karboxylsyregruppen
(som syra) reagerar med samma molekyls aminogrupp (som då agerar bas), enligt formeln
nedan.
O
OH
NH2
R
O
O-
NH3
+
R
amfojonaminosyra
Även elektriskt laddade former med endast en av de två funktionella grupperna protolyserad
förekommer; vilken som är laddad beror på lösningens pH och på vilken aminosyra det gäller.
Organisk kemi och biokemi
28/49
Det finns 20 aminosyror som behövs i människokroppen, vilka listas nedan. Aminosyror som
är livsnödvändiga men som kroppen inte kan producera själv, utan måste finnas med i födan,
kallas essentiella aminosyror. De essentiella aminosyrorna är skrivna med röd text i tabellen.
Organisk kemi och biokemi
29/49
Organisk kemi och biokemi
30/49
Två aminosyror kan sättas ihop till en dipeptid med en peptidbindning9, enligt formeln nedan.
CH CN
H
H
O
OHR1
CH CN
O
OH
H
H R2
+ N CH C
O
N
H
CH C
O
OHR1 R2
H
H
aminosyra aminosyra dipeptid
Vidare kan ännu fler aminosyror förlänga dipeptiden, så att vi får en polypeptid. Namnet på en
peptid är lika med namnen (eller namnförkortningarna) för de ursprungliga aminosyrorna upp-
radade efter varandra, avgränsade med bindestreck. Två av aminosyraresterna – de yttersta – i
en peptid har exakt en av sina funktionella grupper intakt; den som har aminogruppen intakt
sägs vara N-terminal och ska i peptidens namn stå först (längst åt vänster).
Proteiner
En polypeptid med fler än 50 aminosyrarester benämns protein.
Proteiner är djurens byggstenar; förutom att bygga upp strukturer såsom hud, brosk, senor,
hår, naglar och muskler, så är det också proteiner som styr kroppens kemiska processer. En
människa antas innehålla omkring 50 000 sorters proteiner. Omkring 50 % av den organiska
massan i en vuxen människa utgörs av proteiner; man kan säga att en människa är en ”protein-
robot”. Man kan dela in proteinerna i två grupper: fiberproteiner och globulära proteiner.
Fiberproteiner
Fiberproteiner kallas de proteiner som har som främsta uppgift att bygga upp vävnader i krop-
pen. Fiberproteiner är ofta trådformiga biopolymerer, d.v.s. mycket stora molekyler som be-
står av många små molekyler hopsatta med varandra genom diverse bindningar; förutom de
erforderliga peptidbindningarna förekommer ofta andra typer av bindningar, såsom vätebind-
ningar och svavelbryggor.
Det finns två huvudtyper av proteinstrukturer, α-helixar och β-flak. I en α-helix är molekylen
spiralformat vriden. Proteinets sidokedjor (aminosyrornas R-grupper) är vända utåt. Spiralen
stabiliseras av vätebindningar mellan aminosyraresternas –CO- och –NH-grupper; –CO-
gruppen från en aminosyrarest vätebinds med –NH-gruppen från en aminosyra fyra steg uppåt
längs spiralen. Den andra huvudtypen, β-flak, innebär att två eller flera aminosyrakedjor lig-
ger efter varandra i ett plan, med vätebindningar mellan kedjorna. I vissa fiberproteiner binds
också dessa strukturer (α-helixar och β-flak) ihop med varandra så att större och starkare
strukturer bildas; exempelvis kan α-helixar som innehåller aminosyran cystein bindas ihop
genom svavelbryggor.
9 Märk att peptidbindningen är ett specialfall av amidbindningen.
Organisk kemi och biokemi
31/49
NN
NN
H
H
H
HO O
O OR R
R R
NN
NN
H
H
H
HO
O
O
O
R R
R R
-flak
(Den fibrösa) bindväven i en människa utgörs av vatten och fiberproteiner; de viktigaste fib-
rerna där är kollagen och elastin. Fibrös bindväv exemplifieras av huden, tarmslemhinnorna,
senorna, ledbanden samt hinnorna runt inre organ och muskler. Kollagen utgör omkring en
tredjedel av proteinmassan i en människa; totalt finns omkring 25 olika typer av kollagen.
Elastin gör bindväven elastisk. Broskvävnad består också till stor del av kollagen och elastin.
Elastiskt brosk, som innehåller speciellt mycket elastin, återfinns i struplocket och i innerörat.
Fibröst brosk innehåller däremot mer kollagen och återfinns i mellankotskivorna, käklederna
och i knäledernas menisker.
Huden består av två lager, ett tunt, yttre lager (epidermis, överhud, 0,05-1 mm)10
och ett inre
lager (dermis, läderhud, 0,5-3 mm). Epidermis delas vidare in i flera mindre lager (ytterst till
innerst): Stratum corneum (hornhuden), Stratum lucidum, Stratum granulosum, Stratum spi-
nosum och Stratum germinativum/basale. Det innersta lagret består vanligtvis av ett lager av
speciella celler, keratinocyter, som ständigt delar sig. Dessa celler förflyttas sedan utåt och
ersätter gamla celler i de yttre lagren, vilka celler lossnar av sig själva. När cellerna nått stra-
tum spinosum börjar fiberproteinet keratin bildas inom cellerna. Keratinet ger stadga åt celler-
na, och keratinskeletten i närliggande celler binds till varandra, så att en stabil struktur bildas
genom hela lagret. I stratum lucidum har de flesta cellerna dött (på grund av näringsbrist; inga
blodkärl återfinns i epidermis, utan näringen diffunderar från dermis). Cellernas slutmål är
hornhuden, det yttersta lagret. Här är de flesta cellerna döda, och avfaller så småningom av sig
själva. Cellerna innehåller keratin (nästan 50 % av massan), som gör huden hård och ser till
att den inte torkar ut. Epidermis skyddar också kroppen mot patogener11
och främmande ke-
mikalier. Cellernas väg från att de bildats till att de lossnar upptar omkring en dryg månad.
Dermis består till största delen av fibrös bindväv och innehåller blodkärl, nervändar för kän-
selsinnet, talgkörtlar, svettkörtlar och hårsäckar. Bindväven består främst av fiberproteinerna
kollagen (90 %) och elastin (5 %); resten är vätska. Fibrerna produceras av cellerna som lig-
ger som små ”öar” i bindvävens grundsubstans (matrix). Det är främst hudens innehåll av
elastin (som är elastiskt) som gör att huden återställer sig efter att man dragit i eller tryckt på
den.
Muskler består till stor del av fiberproteinerna aktin och myosin, vilka också svarar för mus-
kelkontraktionen. Människans skelett består till största delen av oorganiskt kalciumfosfat,
men innehåller samtidigt en viss mängd organiskt material, främst i form av kollagen. Elastis-
10
Epidermis är av varierande tjocklek på olika ställen på kroppen; epidermis är tunnast på ögonlocken och tjock-
ast på fotsulorna. Det är främst epidermis yttre lager, hornhuden, som varierar i tjocklek. 11
Patogen: sjukdomsframkallande mikroorganism.
Organisk kemi och biokemi
32/49
ka blodkärl består vidare till stor del av det elastiska fiberproteinet elastin. Naglars hårdhet
kommer till stor del från deras intracellulära innehåll av keratin, och hår består till omkring
90 % av fiberproteinet α-keratin och resten vatten.
Globulära proteiner
Globulära proteiner är ofta approximativt klotformade proteiner som styr kemiska processer i
kroppen. De allra flesta kemiska reaktioner i kroppen katalyseras av enzymer (biokatalysato-
rer), som i regel är proteiner. Antikropparna som binder sig till och oskadliggör skadliga mik-
roorganismer är också proteiner. Neurotransmittorer och hormoner, vilka skickar information
mellan olika delar av kroppen (via nervsystemet eller blodomloppet), är ofta proteiner. Alla
receptorer på celler, vilka mottager information från bl.a. nerver och hormoner är vidare även
de proteiner. Proteiner transporterar också andra ämnen i blodet, genom att binda sig till äm-
nena och erbjuda dem en hydrofil ”lastbil” i blodomloppet. Globulära proteiner är ofta vecka-
de på så sätt, att deras insida blir övervägande hydrofob och deras utsida övervägande hydro-
fil; detta gör att de globulära proteinerna oftast är vattenlösliga.
Globulära proteiners struktur kan beskrivas med fyra egenskaper; man säger att de har fyra
”strukturnivåer”. Primärstrukturen anger peptidkedjans aminosyrasekvens/peptidkedjornas
aminosyrasekvenser. Sekundärstrukturen beskriver hur olika delar av kedjan/kedjorna är for-
made i rymden, som α-helixar eller β-flak (av vätebindningar). Tertiärstrukturen anger hela
kedjans/kedjornas veckning i rymden (av olika, främst svaga bindningar samt hydrofob ef-
fekt), och kvartärstrukturen anger hur hela proteinmolekylen (som kan bestå av flera underen-
heter med egna kedjor) är formad i rymden. Vi ska nu studera några välkända globulära prote-
iner som återfinns i människokroppen.
Hemoglobin (Hb) är ett globulärt protein som finns i de röda blodkropparna och transporterar
syrgas i blodet, från lungorna till kroppens syreberoende vävnader (såsom musklerna). Även
om den största delen av koldioxiden som bildas i kroppens celler transporteras till lungorna
direkt lösta i blodet (i form av vätekarbonatjoner), så transporteras en liten del också bundet
till hemoglobin. Hemoglobinmolekylen består (vanligtvis) av fyra olika grupper (underenhe-
ter; polypeptidkedjor) som är bundna till varandra. Underenheterna innehåller delar som är av
α-struktur. Varje underenhet binder dessutom en annan, icke-protein-molekyl, hemgruppen. I
mitten av varje hemgrupp finns en järnatom, vilken binder syret. En hemgrupp kan alltså bin-
da högst fyra molekyler syrgas. Gasen kolmonoxid (CO) binder dock starkare till hemoglobin
än vad syrgas gör, varför inandning av stora mängder kolmonoxid leder till döden genom inre
kvävning. Ett annat viktigt transportprotein är albumin som transporterar hydrofoba ämnen,
främst fettsyror och steroidhormoner i blodet.
Myoglobin är också ett globulärt protein – närmare bestämt ett förrådsprotein. Myoglobin
består endast av en polypeptidkedja och denna har likt kedjorna i hemoglobin en hemgrupp.
Myoglobin återfinns i muskler och används för att förvara syre där. Muskeln kan då vid behov
snabbt få tillgång till syre. Det är främst myoglobinet som ger kött dess röda färg.
Lipider
Lipider är organiska ämnen som inte är lösliga i vatten12
, p.g.a. att de är opolära. Speciellt är
alla fetter lipider. En fettmolekyl är en triester av den trevärda alkoholen glycerol (propantri-
ol) och tre karboxylsyror, oftast långa sådana (16-18 kolatomer), vilka då benämns fettsyror.
Fetter är alltså triglycerider. Den allmänna formeln för bildning av en fettmolekyl visas ned-
an.
12
Det finns inte någon riktigt entydig definition av en lipid, men den som används här är tämligen beskrivande.
Organisk kemi och biokemi
33/49
CH2OH
CH
CH2
OH
OH
COOHR2
COOHR1
COOHR3
+
CH2O
CH
CH2
O
O
CO
CO
CO
R1
R2
R3
+ OH2
OH2
OH2
Tre fettsyror
(karboxylsyror)
Glycerol Fettmolekyl
Fetter är vanligtvis fasta eller flytande ämnen, och sägs vara mättade, enkelomättade eller
fleromättade beroende på hur många dubbel- och trippelbindningar fettsyrorna har; generellt
är mättade fetter fasta och omättade fetter flytande (vid rumstemperatur). Människor kan ut-
vinna energi från fetter i födan och fetter utgör också ”lagringsmedium” för kemisk energi;
detta är lämpligt, ty den utvinnbara energin per massenhet är dubbelt så hög för fetter som för
kolhydrater. Fetter under huden (underhudsfett) har även en värmeisolerande effekt. Fettväv-
nad i kroppen verkar också stötdämpande och skyddar på så sätt de inre organen. Vissa livs-
viktiga fettsyror, vilka tillhör grupperna ω-3 och ω-6, kan kroppen inte själv syntetisera; dessa
benämns essentiella fettsyror och måste ingå i födan i form av fetter (jfr essentiella aminosy-
ror). ω-3-fettsyror återfinns bland annat i fet fisk. Vissa vitaminer, såsom A, D, E och K är
fettlösliga, och för att kunna tillgodogöra sig dessa via födan, bör man samtidigt äta fet mat
(mat rik på fetter).
En triglycerid av två fettsyror och en fosforsyra, som i sin tur är bunden till en (ofta kvävehal-
tig) alkohol, kallas en fosfolipid. En typisk grupp av fosfolopider utgör de med den kvävehal-
tiga alkoholen kolin. Ämnen tillhörande denna grupp kallas lecitiner, och återfinns bland an-
nat i ägg men kan också utvinnas ur sojaolja. Fosfolipider har en hydrofil ände (vattenlöslig;
kring den (ofta) kvävehaltiga alkoholen) och en hydrofob (icke vattenlöslig) ände. Fosfolipi-
der är biologiskt mycket vanliga och viktiga ämnen, ty det är fosfolipider som bygger upp
cellmembraner. Membranerna är uppbyggda som ett dubbellager av fosfolipider, med de hyd-
rofoba ändarna inåt, mot varandra, och de hydrofila ändarna utåt och inåt cellen.
Det finns emellertid ett sätt på vilket hydrofoba ämnen faktiskt kan vara fullt blandande i vat-
ten; en sådan blandning kallas emulsion, och går ut på att de hydrofoba ämnena omges av
molekyler som – likt fosfolipiderna – har både en hydrofil och en hydrofob ände. De hydrofo-
ba ändarna vänds då mot det hydrofoba ämnet medan de hydrofila ändarna är vända utåt, mot
vattnet. Ämnet som omger det hydrofoba ämnet kallas emulgeringsmedel. Ett vanligt exempel
på en emulsion är mjölk, som ju är en vattenlösning som innehåller en hel del fett. Ofta an-
CELL
Utanför
cellen
Cellmembran
Hydrofobt område
Hydrofila områden
Organisk kemi och biokemi
34/49
vänds just lecitiner som emulgeringsmedel inom bland annat livsmedelsindustrin. En emul-
sion med ett hydrofobt ämne i vatten visas i illustrationen nedan.
Steroider benämns lipider som har en grundstruktur med fyra hopbundna kolringar; idag har
hundratals steroider funnits i levande växter och djur. Störst roll spelar antagligen steroiderna
som är hormoner, de s.k. steroidhormonerna. Bland steroidhormonerna kan kortisol och övri-
ga kortikoider från binjurebarken samt ”könshormonerna” såsom det manliga testosteronet
nämnas som exempel.
OH
O
OH
O
CH3
CH3 OH
kortisol testosteron
O
CH3
CH3OH
Kolesterol är en mycket viktig steroid då den utgör en central beståndsdel i cellmembraner,
där de har en stabiliserande funktion. Kolesterol är också utgångsämnet vid kroppens egen
syntes av steroidhormoner.
Hydrofobt
ämne
Vatten Molekyl av
emulgeringsmedlet
(här: lecitin)
Hydrofil del
Hydrofob del
Organisk kemi och biokemi
35/49
CH3
CH3
OH
CH3
CH3
CH3
kolesterol
Nukleinsyror
Nukleinsyror kallas de molekyler som bygger upp arvsmassan, d.v.s. den information som i
detalj beskriver hur organismen ska se ut. Vi ska nu endast högst översiktligt studera nuklein-
syror.
Det finns främst två typer av nukleinsyror, deoxiribonukleinsyra (DNA) samt ribonukleinsyra
(RNA). DNA är den form av nukleinsyra som återfinns i människors alla cellkärnor. Alla cel-
lers DNA-molekyler i en och samma individ samt enäggstvillingar är identiska, medan de
skiljer sig åt mellan olika (icke-enäggstvillingar) individer. DNA-molekylen är uppbyggd
som en dubbelspiral (dubbelhelix); man kan tänka sig DNA-molekylen som två långa kedjor
(strängar) med pinnar emellan – och hela denna ”stege” är vriden till en dubbelspiral. Varje
kedja i DNA består av varannan molekyl socker och varannan molekyl fosfatgrupp; sockerar-
ten är alltid monosackariden deoxiribos, som är en aldopentos.
4
3 2
1
O
OH
OH5
OH
deoxiribos
Pinnarna mellan strängarna binds från samtliga deoxiribosrester och utgörs av par av kväveba-
ser. För DNA används kvävebaserna adenin, cytosin, guanin och tymin, vilka oftast förkortas
A, C, G respektive T.
N
N
NH
N
NH2
N
NH
NH2
O N
NH
NH
N
NH2
O
NH
NH
O
O
CH3
adenin cytosin guanin tymin
De båda närliggande fosfatgrupperna till en deoxiribosrest i en DNA-sträng är bundna till
kolen 3 samt 5 i deoxiribosresten, medan kvävebasen är bunden till kolatom 1. Pinnarna mel-
lan strängarna utgörs alltid av paret A-T eller C-G, vilket gör att pinnarna alltid blir lika långa,
Organisk kemi och biokemi
36/49
nämligen tre ringbredder. Den enda kvävebasen i ett par hör till den ena kedjan, medan den
andra kvävebasen hör till den andra kedjan.
Ett typiskt segment av en DNA-molekyl visas nedan. P representerar en fosfatgrupp och S en
deoxiribosrest. A, T, G och C representerar kvävebaserna.
Varje socker-kvävebas-segment kallas nukleosid och varje fosfat-socker-kvävebas-segment
kallas nukleotid. En nukleotid är alltså en nukleosid och en fosfatgrupp. Hela DNA-molekylen
kan därför sägas vara en polynukleotid. I en nukleotid är kvävebasen, deoxiribosresten och
fosforgruppen kovalent bundna till varandra. Strängarna (kvävebasparen) binds ihop med vä-
tebindningar.
RNA liknar DNA fast består endast av en sträng, använder monosackariden ribos istället för
deoxiribos samt använder kvävebasen uracil istället för tymin.
NH
NH
O
O
uracil
4
3 2
1
O
OH OH
OH5
OH
ribos
I människans celler produceras ständigt nya proteiner, och det är DNA-molekyler som utgör
”recepten” för proteinerna. En del av en DNA-molekyl, ofta med omkring tusen kvävebaser,
kallas en gen om den innehåller information om ett visst proteins aminosyrasekvens. Varje
följd av tre kvävebaser tolkas som en viss aminosyra, och aminosyrorna i proteiner får samma
ordningsföljd som dessa bastripletter i DNA:t. Varje DNA-molekyl består av tusentals sådana
gener. Just därför att människan fullt styrs av proteiner och att proteinernas recept utgörs av
DNA kan man säga att DNA:t innehåller information om hur hela människan ska se ut. När
ett protein ska bildas, kopieras först bassekvensen i en viss gen till en viss form av RNA, vil-
ket sedan lämnar cellkärnan för att förflytta sig till en av cellens ribosomer (en organell i cel-
len och som bildar proteiner), som då utifrån bassekvensen i RNA:t sätter ihop aminosyror till
en ny proteinmolekyl.
Organisk kemi och biokemi
37/49
Vitaminer
Vi ska nu titta lite på ämnesgruppen vitaminer. Till skillnad från de ämnesgrupper vi tidigare
studerat, är vitaminerna en mycket heterogen grupp med få gemensamma likheter mellan äm-
nena. Vitaminer kallas sådana organiska ämnen (molekyler) som bör ingå i födan, främst för
att de behövs för enskilda processer i kroppen, men inte riktigt kan grupperas in i någon av
ämnesklasserna ovan13
. Om man inte får tillräckligt med ett visst vitamin från födan, uppstår i
regel en bristsjukdom specifik för just avsaknaden av det aktuella vitaminet. Vitaminämnen
har – givetvis – namn i egenskap av kemiska föreningar, men även bokstavsbeteckningar i
egenskap av just vitaminer. Vi ska nu studera några av de mest kända vitaminerna.
Vitamin A
Ämnet retinol betecknas vitamin A, och är ett fettlösligt vitamin. Retinol intages inte alltid
direkt med födan; istället intages retinylestrar (i bl.a. ägg och mjölk), vilka sedan i kroppen
omvandlas till retinol; morötter och spenat innehåller karoten, vilket också kan omvandlas till
retinol. Karoten är ett organget pigment som ger bland annat morötter dess färg. Retinol an-
vänds i kroppens syntes av ämnet retinal som används i ögats näthinna. Retinal är avgörande
för människan mörkerseende; brist på vitamin A ger således nattblindhet. Allvarlig vitamin A-
brist, vilket främst förekommer i utvecklingsländer, kan t.o.m. ge permanent (total-) blindhet.
OH
CH3
CH3 CH3CH3 CH3
retinol
B-vitaminer
Det finns åtta mänskliga vitaminer som kallas B-vitaminer, varav alla är vattenlösliga. Tabel-
len nedan anger data om dem.
Beteckning Kemiskt namn
B1 Tiamin
B2 Riboflavin
B3 Niacin
B5 Pantotensyra
B6 Pyridoxin
B7 Biotin
B9 Folsyra
B12 Kobalamin Tabell 8 B-vitaminer
Vi ska nu endast ytligt beskriva några av B-vitaminernas funktioner i människokroppen. Tia-
min är ett viktigt koenzym vid metabolism av kolhydrater. Riboflavin (som är gulgrönt och
också används inom läkemedels/-livsmedelsindustrin som färgämne) används också av krop-
pen för metabolismprocesser. Niacin kan ge derivatet NAD+, vilket spelar en mycket viktig
13
Ordet ”vitamin” kommer från ”vitala aminer”; när begreppet ”vitamin” myntades år 1912 trodde man att alla
vitaminer var kemiska aminer, vilket emellertid inte är fallet.
Organisk kemi och biokemi
38/49
roll för metabolismen. Pantotensyra är en beståndsdel i koenzym A.14
Pyridoxin används
bland annat vid bildningen av röda blodkroppar. Folsyra har många viktiga funktioner i krop-
pen, bland annat för produktion av nya celler. Kobalamin är en mycket komplex molekyl (för
att vara ett vitamin) och krävs bl.a. för kroppens produktion av erytrocyter (röda blodkrop-
par).
Vitamin C
Vitamin C är en annan benämning för askorbinsyra, ett vattenlösligt vitamin och ett vanligt
antioxidationsmedel. Syrans anjon kallas askorbatjon. De flesta djurarter – fast inte männi-
skan – kan faktiskt själva producera askorbinsyra, vilket gör att de inte är lika beroende av att
få i sig vitaminet från födan. Vitamin C krävs i kroppen bland annat för produktion av kolla-
gen i bindväv och för syntes av vissa hormoner. Brist på detta näringsämne leder till sjuk-
domstillståndet skörbjugg, vilket karaktäriseras av ytliga blödningar (hud och tandkött), för-
sämrad sårläkning och tandlossning. Det har vidare spekulerats i att höga doser av askorbinsy-
ra under en förkylning kan påskynda tillfrisknandet.
OO
OHOH
OH
OH
askorbinsyra
D-vitaminer
D-vitaminer kallas en grupp av steroider, bland andra ergocalciferol (D2) och kolekalciferol
(D3). Vitamin D3, som är människans naturliga form av vitaminet, bildas faktiskt av kolesterol
när huden belyses med ultraviolett strålning. D3 är ett hormon; i sig är det inte verksamt, men
det omvandlas i levern till kalcidiol, 25-hydroxi-kolekalciferol. Kalcidiol omvandlas senare i
njurarna till kalcitriol, 1,25-dihydroxi-kolekalciferol. Kalcitriol ökar tarmarnas absorption och
njurarnas reabsorption av kalcium och fosfat, samt stimulerar tillväxt av benvävnad. Brist på
D-vitamin kan leda rakitis (engelska sjukan), vilken kännetecknas av instabilt skelett samt till
osteoporos (benskörhet).
Övriga vitaminer
Vitamin E kallas ämnet tokoferol, ett fettlösligt vitamin som också är en antioxidant. Vitamin
E antas också påskynda sårläkning på huden, varför det används i hudkrämer. K-vitaminer
krävs för blodets koagulation (”levring” vid sår).
Mineralämnen
Grundämnen (andra än kol, väte, syre och kväve) som måste ingå i födan för att kroppen ska
fungera, kallas mineraler. Mineraler är alltså enkla, oorganiska ämnen. Dessa kan antingen
intagas i atomär form eller i salter. Kalcium, klor, magnesium, fosfor, kalium, natrium och
svavel bör intagas i relativt stora mängder, medan krom, kobolt, koppar, fluor, jod, järn, man-
gan, molybden, selen och zink endast behöver intagas i tämligen små mängder (< 200
mg/dygn). Det finns även teorier om att också andra ämnen, såsom kisel och nickel används i
kroppen.
14
NAD+ och koenzym A kommer att behandlas i avsnittet om katabolismen.
Organisk kemi och biokemi
39/49
Kalcium spelar en viktig roll i många organismer, bland annat för uppbyggnad av benvävnad
och tänder; en överdos av kalcium kan emellertid resultera i njursten. Mjölkprodukter hör till
huvudkällorna för kalcium i kosten. Fosfor ingår i DNA, ATP, fosfolipider och i skelettet (i
form av kalciumfosfat). Jod ingår i tyreoideahormonerna (sköldkörtelhormonerna), och järn
krävs naturligtvis för produktion av hemgrupperna i till exempel hemoglobin och myoglobin.
Organisk kemi och biokemi
40/49
Fysiologiska processer
Vi ska nu studera några viktiga fysikaliska processer i människokroppen, bland annat mat-
spjälkning och katabolism, d.v.s. hur näringsämnen i födan används i kroppen för energiom-
vandling och uppbyggnad.
Matspjälkning
Födan vi äter består av kolhydrater, proteiner, fetter, vitaminer, mineraler, vatten samt mindre
mängder andra ämnen. Födan äter vi dels för att erhålla energi, vilket vi erhåller från de tre
första ämnesgrupperna – vi behöver bland annat kunna erhålla kinetisk energi i våra muskler,
termisk energi i hela kroppen, elektrisk energi för nervimpulser och energi till syntesen av nya
kroppsegna ämnen – och dels för att bygga upp kroppen. För att tillgodogöra oss födan måste
emellertid de ämnen vi intager i regel först spjälkas till dess minsta molekylära beståndsdelar;
proteiner ska spjälkas till aminosyror, kolhydrater till monosackarider såsom glukos samt fet-
ter till glycerol och fettsyror. Denna process inleds redan när maten tuggas och blandas med
saliv i munhålan. När spjälkningen väl är utförd tas näringsämnena upp av blod- och lymfka-
pillärer i tarmarna och resterna av födan utsöndras via främst urinrör och anus. Hela denna
process kallas matspjälkning15
, och sker i matspjälkningskanalen, som sträcker sig mellan två
kroppsöppningar, munhålan och anus. Matspjälkningskanalen kan alltså betraktas som orga-
nismens utsida.
Vi kan skilja mellan mekanisk och kemisk spjälkning. Genom i stort sett hela matspjälknings-
kanalen utförs rörelser, s.k. peristaltiska vågrörelser, vilka bearbetar födan. Tuggningen av
födan tillsammans med den ovan nämnda peristaltiken svarar för den mekaniska spjälkningen.
De enzymer (biokatalysatorer) i kanalen som med kemiska reaktioner spjälkar födoämnena
svarar för den kemiska spjälkningen. Vi ska nu studera de mekaniska och kemiska spjälk-
ningsprocesser som äger rum i de olika delarna av matspjälkningskanalen.
Födan intages i munhålan, där den tuggas med tänderna. Saliven i munhålan, som utsöndras
av sex spottkörtlar, innehåller vidare enzymet amylas, vilket spjälkar stärkelse till maltosmo-
lekyler. När födan sväljs ”rinner” den ner till magsäcken (genom magsäckens övre öppning,
övre magmunnen). Även om man befinner sig upp-och-ner när man sväljer, kommer födan
ned till magsäcken tack vare de peristaltiska vågrörelserna som trycker födan nedåt. Amylaset
från saliven fortsätter att verka i magsäcken ända tills pH sjunkit under enzymets verknings-
område. Här är pH mycket lågt (omkring 1), vilket bland annat skyddar mot patogener16
. Det
låga pH-värdet kommer av att magsaft med saltsyra produceras av cellerna i magsäcken efter
insöndring av peptidhormonet gastrin (vilket insöndras direkt vid förtäring av föda). Magsaf-
ten innehåller också ämnet pepsinogen, vilket sedan omvandlas till enzymet pepsin. Pepsin
spjälkar proteiner; för att inte magsäckens väggar – som ju själva består av proteiner – ska
spjälkas är de täckta med ett vätekarbonatrikt slem, mucin. Pepsinet fungerar optimalt i de
låga pH-värden som föreligger i magsäcken. Magsäckens nedre öppning, den nedre magmun-
nen (pylorus), leder till tolvfingertarmen (duodenum). Pylorus öppnas och stängs med feed-
backmekanismer; den öppnas när pH i tolvfingertarmen stiger och stängs när pH sjunker. Ef-
15
Ofta benämns processen istället inkorrekt ”matsmältning”. Denna benämning är emellertid missvisande, då
termen ”smältning” syftar på den fysikaliska processen när ämnen byter aggregationstillstånd från fast till flytan-
de på grund av ökad termisk energi (temperatur). Födan vi intar smälter aldrig; istället sönderdelas, spjälkas, den.
(Om den verkligen skulle smälta skulle magsäcken och tarmarna behöva vara hundratals grader varma.) 16
Vissa potentiella patogener, såsom magsårsbakterien Helicobacter pylori, tål emellertid denna miljö, tack vare
att den producerar neutraliserande ammoniak. Risken för magsår ökar också vid förtäring av bland annat acetyl-
salicylsyra och etanol.
Organisk kemi och biokemi
41/49
tersom pH är lågt i magsäcken leder detta till att pH öppnas först när tidigare mottaget materi-
al därifrån bearbetats.
Levern (hepar) producerar galla, vilket släpps ut i tolvfingertarmen. Överskottsgalla lagras i
gallblåsan strax under levern. Galla innehåller gallsalter (från gallsyror som bildats från ko-
lesterol), vilka fungerar som emulgeringsmedel åt fettet i födan, ty gallsaltsmolekylerna både
har en hydrofob och en negativt laddad hydrofil del. Tarmens blandningsrörelser gör vidare
att ”fettöarna” i födan delas upp och blir mindre och mindre emulgerade droppar. Dessa
emulgerade fettdroppar slår heller inte ihop sig till större igen, delvis tack vare deras lika ne-
gativt laddade yttre ytor. Från bukspottkörteln (pankreas) utsöndras17
vidare bukspott efter
insöndring av peptidhormonet sekretin; bukspottet innehåller vätekarbonatjoner vilka höjer
pH till omkring 8. Efter insöndring av peptidhormonet CCK (kolecystokinin) utsöndrar pank-
reas också flera viktiga enzymer: Lipas spjälkar varje fettmolekyl (triglycerid) till en 2-
monoglycerid och två fria fettsyror medan trypsinogen och kymotrypsinogen omvandlas till
trypsin respektive kymotrypsin som spjälkar proteiner (polypeptider).
Tolvfingertarmen övergår snart till tunntarmen. Här finns enzymer såsom maltas (spjälkar
maltos till 2×glukos), laktas18
(spjälkar laktos till glukos och galaktos), sackaras (spjälkar
sackaros till glukos och fruktos) och peptidas (spjälkar peptider till aminosyror). Tunntarmens
väggar är fyllda med tarmludd (små ”hårstrån”; villi) och på villi sittande mikrovilli (ännu
mindre ”hårstrån”), vilka gör att ytan ökar från 0,3 m2 (utan veckning och villi) till ungefär
200 m2. Blodkapillärer tar här upp glukos, aminosyror, mindre fettsyror och andra näringsäm-
nen medan lymfkapillärer tar upp större fettsyror (som först ombildas till lipoproteiner, s.k.
kylomikroner). De av blodkapillärer upptagna ämnena förs via portådern till levern för första-
passagemetabolism, medan lymfkapillärerna släpper ut fettsyrorna i vänster nyckelbensven.
Resterna av födoämnena förs vidare till tjocktarmen (colon). Här absorberas det sista vattnet19
och bakterier i symbios producerar K-vitamin åt oss; omkring två kg av massan i colon utgörs
av bakterier liksom omkring 1/3 av avföringens (torr-) massa. Bakterierna i tjocktarmen och
de eventuellt toxiska ämnen de producerar utgör ett hot om de kommer in i kroppen, d.v.s. in i
blodet. Bakteriernas aktivitet producerar normalt också 1-2 dm3 gas per dygn, varav det mesta
tas upp av tarmen, medan lite fortsätter med födan. Till slut når födoresterna ändtarmen (rek-
tum) som slutar i två ringmuskler, varav den yttre är viljestyrd, och en kroppsöppning (anus).
Resterna som passerar anus kallas avföring.
Från det att födoämnen intages (måltid) till dess att ämnena absorberats i tunntarmen hinner
det gå omkring fyra timmar.
Absorptionsfasen
Tiden efter ett födointag (en måltid) kallas absorptionsfasen, och då tas näringsämnena från
födan tillvara av kroppen. I levern omvandlas all galaktos och merparten av all fruktos till
glukos, så att nästan alla monosackarider sedan utgörs av glukos. Glukosen transporteras se-
dan via blodet till kroppens alla celler, så att de vid behov kan förbränna glukosen för att ut-
vinna energi. Glukos kan också i fettvävnad omvandlas till glycerol, som sedan binds till fett-
syror och bildar fetter (triglycerider), vilket kan betraktas som ”förvaring” av energi. ”Över-
17
Pankreas har också en endokrin funktion: insöndringen av viktiga hormoner såsom insulin och glukagon, vilka
styr glukoskoncentrationen i blodet. 18
Människor utanför Europa bildar ofta inte laktas som vuxna, vilket gör att de inte tål mjölkprodukter i någon
omfattande utsträckning (de är laktasintoleranta); att européer också som vuxna bildar laktas antas bero på en
mutation. 19
Om denna vattenabsorption inte fungerar ordentligt kan man råka ut för diarré.
Organisk kemi och biokemi
42/49
skottet” av glukos omvandlas också i levern och i skelettmuskler till glykogen (djurstärkelse)
som ”förvaring”. Vid högt glukosintag kan glukos också i levern bilda fettsyror.
Triglyceriderna som tas upp i lymfan i form av kylomikroner transporteras efter att de släppts
ut i blodet runt i kroppen och sätter sig i fettvävnaderna. Enskilda fettsyror som hamnar i fett-
vävnaderna förestras till triglycerider med glycerolen från glukosen. Aminosyrorna transpor-
teras via blodet till kroppens alla celler, vilka använder aminosyrorna till sina egna protein-
synteser. Vissa av aminosyrorna används redan i levern till proteinsyntes; bland annat produ-
cerar levern drygt 10 g albumin per dygn. Aminosyror kan också ombildas till kolhydrater och
fettsyror, vilket sker vid överskott av aminosyror. Vid omvandling av aminosyror till kolhyd-
rater avspjälkas kvävet i aminogruppen under bildande av ammoniak (NH3), vilket är ett tox-
iskt ämne. Skyndsamt omvandlas därför ammoniaken till urea (urinämne) som utsöndras med
urinen.
Postabsorptionsfasen
Den period – som ofta återkommer cykliskt med perioden ett dygn – när kroppen inte får nya
födoämnen från tarmabsorptionen, används istället kroppens ”förråd” av kemisk energi till
energiomvandling. I postabsorptionsfasen bildar levern glukos från glykogenet, för att hålla
blodsockret (glukoskoncentrationen i blodet) någorlunda konstant trots att glukos nu inte
längre absorberas från tunntarmen; detta måste ske ty hjärnan vanligtvis inte kan utnyttja nå-
gon annan energikälla än just glukos. Levern kan också nybilda glukos från bland annat glyce-
rol. Dylik nybildning av glukos kallas glukoneogenes. De flesta celler i kroppen – bland annat
muskelcellerna – övergår emellertid nu till fett som energikälla, bland annat för att inte tära på
den numera mer svårupprätthållna blodsockernivån.
Dessa åtgärder gör att en vuxen, välnärd människa kan överleva i upp till två månader utan
födointag (vatten krävs dock). Dödsorsaken vid svält torde vara att proteinlagren blir så små
att cellernas processer inte längre kan upprätthållas.
Hormoner spelar en viktig roll för ämnesomsättningen i båda faserna. Vid god tillgång på
glukos (i absorptionsfasen) insöndrar pankreas hormonet insulin, vilket bland annat ökar cel-
lernas intag av glukos, verkar för ökad omvandling av glukos till glykogen, för uppbyggnad
av fettlagren och motverkar glukoneogenes. I postabsorptionsfasen, vid sämre tillgång på glu-
kos, insöndras istället hormonet glukagon av pankreas. Glukagon verkar bland annat för fett-
metabolism, omvandling av glykogen till glukos och glukoneogenes.20
Nedbrytning av alkoholer
Etanol används inom vissa kulturer (såsom den västerländska) som berusningsmedel, d.v.s.
som ett slags avslappnande medel, trots att etanol är ett toxin (giftigt ämne) och dessutom
temporärt förändrar personligheten för den som dricker det. Flytande produkter såsom öl och
vin innehåller etanol för förtäring. I kroppen bryts etanol ned till etanal (acetaldehyd) via en-
zymet alkoholdehydrogenas21
i magsäcken och i levern. Alkoholdehydrogenas återfinns alltså
naturligt hos människor, troligen för att bryta der den alkohol som återfinns naturligt i födan.
Etanalen omvandlas sedan till etansyra (ättiksyra) av enzymet acetaldehyddehydrogenas; slut-
produkten ättiksyra är inte giftigt.
20
För mer information om hur hormonerna insulin och glukagon kontrollerar ämnesomsättningen, se Rejbrand,
Andreas. Endokrinologi – en kort introduktion. Katrineholm 2006. 21
Alkoholdehydrogenas förkortas ibland ADH, vilket också kan vara en förkortning för antidiuretiskt hormon,
ett hormon som stimulerar njurarnas vattenresorption.
Organisk kemi och biokemi
43/49
Metanol (träsprit) är för människor ett ännu giftigare ämne än etanol. Metanol bryts i kroppen
ner analogt med etanol, först till metanal (formaldehyd; nedbrytningen sker också av alkohol-
dehydrogenas) och sedan till metansyra (myrsyra). Det är inte metanolen i sig som är särskilt
giftig, utan dess metaboliter, metanal och metansyra. Redan mycket små mängder av metanol
(en tesked full med metanol kan räcka) orsakar blindhet genom att synnerven bryts ner. Större
mängder leder till döden (100 ml kan vara tillräckligt, vilket är tidigare än för etanol). Dödsor-
saken torde vara acidos (försurning av blodet) vilket orsakas av metansyran. Om en individ
fått i sig metanol kan metanolens giftverkan lindras genom att individen dricker etanol, ty
etanolen då konkurrerar med alkoholdehydrogenaset så att metanolens giftiga nedbrytnings-
produkter bildas i en långsammare takt. (Förhoppningsvis bildas inga metaboliter alls av me-
tanolen, som istället kan ta andra vägar ur kroppen). En metanolförgiftning kan alltså lindras
till en etanolförgiftning.
Många fall av metanolförgiftning orsakas av att människor dricker metanolen som om det var
etanol; både lukt och smak är identiska.
Katabolism av spjälkade näringsämnen
Vi ska nu studera vad som i kroppscellerna händer med de spjälkade kolhydraterna, proteiner-
na och fetterna (glukosen, aminosyrorna respektive fettsyrorna), och hur kroppen tar tillvara
den kemiska energin i dessa ämnen.
Bärarmolekyler
Ämnen (molekyler) som binder och förflyttar andra ämnen kallas bärarmolekyler. Vi ska nu
introducera några av de viktigaste bärarmolekylerna.
NAD+ (Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid) är en vätebärare, vilket betyder att den bär väteato-
mer. NAD+ är, som namnet antyder, en dinukleotid med kvävebaserna adenin och nikotin-
amid. En NAD+-molekyl kan bära en väteatom. Reaktionen när NAD
+ binder en väteatom
från ett ämne X visas nedan.
+ + +NAD+
XH2 NADH H+
X
En annan viktig vätebärare är FAD (Flavin-Adenin-Dinukleotid), som kan ta upp två väteato-
mer från ett annat ämne, enligt formeln nedan.
+ +FAD XH2 FADH2 X
Förutom väteatomer spelar acetylgruppen CH3CO– en viktig roll i katabolismen. Bäraren av
denna grupp är koenzym A (CoA). Koenzym A är en merkaptan, och den bildar en ”tiolernas
esteranalog” (en tioester) med acetylgruppen när dessa binds.
+acetylgrupp CoA acetyl-CoA
Också fosfatgrupper är avgörande. Ämnena AMP (adenosinmonofosfat), ADP (adenosindifos-
fat) samt ATP (adenosintrifosfat) är nukleosider med ribos och kvävebasen adenin bundna till
en, två respektive tre fosfatgrupper. ATP – som är den mest intressanta av dessa – kan alltså
betraktas som en bärare av fosfatgrupper, och bildas ur ADP enligt följande formel.
Organisk kemi och biokemi
44/49
N
N
N
N
NH2
O
OH OH
OPOPOPO-
O O O
O-
O-
O-
ATP
ADP + P_ ATP + H2O
I formeln ovan representerar P_ en fosfatgrupp, d.v.s. HPO42-
eller H2PO4- beroende på cellens
pH. Reaktionen åt höger är kraftigt endoterm, och reaktionen åt vänster är följaktligen kraftigt
exoterm. ATP är alltså inte endast en fosfatbärare, utan också en energibärare. ATP kan be-
traktas som ett laddat batteri, och ADP som ett urladdat batteri. ATP är kroppens främsta
energibärare, och den molekyl som cellen vid behov använder till energikrävande processer; i
vila förbrukar en människa omkring tio miljoner ATP-molekyler per sekund. ATP-molekyler
förbrukas i regel tämligen snart (inom loppet av minuter) efter att de syntetiserats, varför ATP
snarare är ”den sista bäraren” av energi än någon lagringsmolekyl; lagring av energi svarar
som bekant fett och glykogen för. Som vi ska se, är det också ATP-molekyler som bildas vid
katabolismen av glukos och fettsyror.
Glykolysen
Glykolysen kallas en serie av reaktioner som sker i cellernas cytoplasma och som omvandlar
varje glukosmolekyl till två pyruvatjoner (se ”Ketoner” ovan). För varje glukosmolekyl laddas
också två ATP upp från ADP och två NADH från NAD+. Nettoresultatet kan alltså skrivas
som nedan.
1 glukos + 2P_ + 2ADP + 2NAD+
2 pyruvat + 2 ATP + 2NADH + 2H+
+ 2H2O
Nedan visas en mer detaljerad beskrivning av glykolysen. Märk att ämnet fruktos-1,6-difosfat
(6 C) spjälkas i två ämnen, dihydroxiacetonfosfat (3 C) samt glyceraldehyd-3-fosfat (3 C).
Mellan dessa senare ämnen råder en jämvikt när de bildats, och det är endast den senare av de
två som reagerar vidare. Men när detta händer, förskjuts jämvikten åt höger, så att (optimalt)
all dihydroxiacetonfosfat omvandlas till glyceraldehyd-3-fosfat och reagerar vidare. Reak-
tionsvägen efter glyceraldehyd-3-fosfat utförs alltså två gånger per glukosmolekyl.
Organisk kemi och biokemi
45/49
Figur 1 Glykolysen
För att cellen ska kunna utvinna någon energi från pyruvatjonerna, måste dessa molekyler
transporteras in i mitokondrierna. Denna transport kräver en ATP per pyruvatjon.
Pyruvatjoner omvandlas till acetyl-CoA
Pyruvatjonerna omvandlas i mitokondrierna till acetyl-CoA, under bildande av en NADH per
jon, enligt följande formel.
pyruvat + CoA + NAD+
acetyl-CoA + NADH + CO2+ H+
NAD+, som behövs för glykolysen, kan bli en bristvara i cellen; om inte processerna sker till-
räckligt snabbt – exempelvis vid syrebrist i en muskelcell – kan NADH omvandlas till NAD+
genom att pyruvatjoner helt enkelt tar upp väteatomer och bildar laktatjoner (mjölksyrans an-
joner). Detta ger upphov till en temporär värk i muskeln.
CH3COCOO-
+ NADH H+
+ CH3CHOHCOO-
+ NAD+
Betaoxidationen
I cellernas mitokondrier sker nedbrytning av fettsyror till acetyl-CoA. Denna process sker i
flera etapper; i varje etapp spjälkas en acetyl-CoA av samtidigt som en NADH och en FADH2
laddas upp. Denna process har fått sitt namn av att ett av huvudstegen i reaktionskedjan utgörs
av en oxidation av fettsyrans β-kol. Om en mättad fettsyra med jämnt antal kol oxideras,
kommer en fettsyra med n kol att ge upphov till n/2 − 1 cykler och därför n/2 acetyl-CoA,
n/2 − 1 NADH samt n/2 − 1 FADH2. Nedan visas en mer detaljerad beskrivning av betaoxida-
glukos
glukos-6-fosfat
fruktos-6-fosfat
fruktos-1,6-difosfat
1,3-difosfoglycerat
3-fosfoglycerat
2-fosfoglycerat
fosfoenolpyruvat
fosfoenolpyruvat
pyruvat
glyceraldehyd-3-fosfat dihydroxiacetonfosfat
ATP ADP
ATP ADP
P_, NAD+
NADH
ADP ATP
H2O
ADP ATP
Organisk kemi och biokemi
46/49
tionen. Att n kol, som ger n/2 acetyl-CoA, endast ger n/2 − 1 cykler beror på att R = H efter
den sista cykeln, varför vi då direkt får två stycken acetyl-CoA.
Figur 2 Betaoxidationen
R
O
OH
R
O
CoA
CoA H2O
FAD FADH2
H2O
R
O
CoA
OH
R
O
CoA
NAD+ NADH + H+
R
O
CoA
O
CoA
O
CoA
C
R
O
CoA
+
acetyl-CoA
Organisk kemi och biokemi
47/49
Citronsyracykeln
En av de mest centrala processerna i katabolismen är citronsyracykeln, vilken inleds med att
oxalättiksyra (4 C) förenas med acetyl-CoA såväl från pyruvatjoner som från fettsyror, till
citronsyra (6 C). Sedan sker en rad kemiska reaktioner som gör att två kol försvinner från ci-
tronsyran under bildande av två molekyler koldioxid; den koldioxid som en människa ansas ut
kommer till största delen från citronsyracykeln. Till slut är cykeln tillbaka vid oxalättiksyran,
som då är redo att förena sig med en ny molekyl acetyl-CoA. Under varje varv i cykeln bildas
– förutom de två molekylerna CO2 – också tre NADH, en FADH2 samt en ATP.
Figur 3 Citronsyracykeln
Cellandningen
Slutsteget i katabolismen är cellandningen, som sker innanför mitokondriernas yttre membran
(mitokondrier har två membraner). Det är här NADH och FADH2 lämnar ifrån sig sina väte-
atomer; här oxideras vätet till vatten med hjälp av syre från andningen, vilket frigör en hel del
energi, vilken används till att ladda upp ATP-molekyler. En NADH ger upphov till tre ATP,
medan en FADH2 ger upphov till två ATP.
HOOC
COOH
Oacetyl-CoA
CoA
HOOC
HOOC
COOHOH
HOOC
COOH
COOH
OH
NAD+
NADH + H+ + CO2
HOOC
HOOC
O
NAD+
NADH + H+ + CO2
COOH
O CoA
ADP + P_
ATP
HOOC
COOH
FAD
FADH2
HOOC
COOH
H2O
HOOC
COOH
OHNAD+
NADH + H+
oxalättiksyra
citronsyra
isocitronsyra
α-ketoglutarsyra
bärnstenssyra-CoA
bärnstenssyra
fumarsyra
äppelsyra
Organisk kemi och biokemi
48/49
Avslutning
Vi har i denna uppsats studerat de ämnen som kan byggas av grundämnet kol; vi har sett att
dessa föreningar bygger upp biosfärens alla växter och djur och också att oerhört många mate-
rial och föremål i dagens moderna samhälle bygger på dessa föreningar.
När det gäller hur kroppens fysiologi fungerar, har vi gett åtskilliga modeller, och dessa mo-
deller är naturligtvis tänkta att beskriva verkligheten. Emellertid är det svårt att i vardagsmiljö
studera exempelvis glykolysen, betaoxidationen, citronsyracykeln och cellandningen; dessut-
om är biokemiska processer ofta komplexa. I stort sett torde dock allt innehåll i denna uppsats
vara korrekt, men vissa detaljer i dagens kunskap kan mycket väl komma att revideras i fram-
tiden. Om du som läsare upptäcker något fel i denna uppsats, är du därför välkommen att
skicka in dina kommentarer till författaren på [email protected].
Sammanfattningsvis vill författaren deducera slutsatsen att den organiska kemin och biokemin
är mycket intressanta vetenskaper som beskriver såväl människan och naturen som det mo-
derna samhället – biokemin är biosfärens ”tekniska dokumentation”.
Organisk kemi och biokemi
49/49
Källförteckning
Data om olika ämnens fysiska egenskaper (främst kok- och smältpunkt), naturliga förekoms-
ter och industriella användningsområden samt detaljerade anatomiska/fysiologiska data är
hämtade ur följande källor.
Andersson, Sonesson, Stålhandske, Tullberg, Rydén. Gymnasiekemi B. Liber AB. Fal-
köping 2001. ISBN 91-47-01678-7
Lindberg, Nordlund, Pilström, Wahlström. Kemi för gymnasieskolan B. Natur och
Kultur. Falköping 1996. ISBN 91-27-61036-5
Ljunggren, Söderberg, Åhlin. Liv i utveckling B. Natur och Kultur. Örebro 2003. ISBN
91-27-61202-3
Sand, Sjaastad, Haug. Människans fysiologi. Liber AB. Finland 2004. ISBN 47-05195-
7
English Wikipedia. 1-Decanol, 1-Heptanol, 1-Hexanol, 1-Nonanol, 1-Pentanol, 1-
Propanol, Acetaldehyde, Acetaldehyde dehydrogenase, Acetic acid, Acetone, Acryloni-
trile butadiene styrene, Alcohol, Alcohol dehydrogenase, Alkane, B vitamins, Basal
lamina, Benzene, Bone, Butanal, Butane, Butanol, Butyric acid, Calcium, Carotene,
Cellulose, Cholesterol, Collagen, Cyanocobalamin, Cycloalkane, Cyclobutane, Cyclo-
hexane, Cyclopentane, Cyclopropane, Decane, Dermis, Dietary mineral, Dodecane,
Dodecanol, Elastin, Epidermis (skin), Ester, Ethane, Ethene, Ethanol, Ethylene glycol,
Fat, Folic acid, Formaldehyde, Formic acid, Fructose, Galactose, Glucose, Glycerol,
Heptane, Hexadecane, Hexane, Isopropyl alcohol, Keratin, Lactose, Lecithin, Lego,
Methane, Methanol, Muscle, Niacin, Nonane, Octadecane, Octane, Octanol, Oxalic
acid, Pantothenic acid, Pentane, Polystyrene, Phenol, Propanol, Propionaldehyde,
Propionic acid, Pyridoxine, Retinol, Riboflavin, Skin, Starch, Steroid, Stratum
corneum, Stratum germinativum/basale, Stratum granulosum, Stratum lucidum, Stra-
tum spinosum, Sucrose, Thiamine, Tocopherol, Toluene, Undecane, Vitamin, Vitamin
C, Vitamin K, Xylene. http://en.wikipedia.org. 2006-04-08, 09-16
Svenska Wikipedia. Acetaldehyd, Aceton, Adenosintrifosfat, Aldehyd, Alkan, Bensen,
Butan, Cellulosa, Cykloalkan, Cyklohexan, Dodekan, Ester, Etan, Etandiol, Fett,
Formaldehyd, Formalin, Fruktos, Glukos, Hemoglobin, Ibuprofen, Kobalamin,
Kolväte, Laktos, Muskel, Myrsyra, Oktadekan, Oxalsyra, Pentan, Polystyren, Propan,
Propantriol, Stärkelse, Toluen, Tridekan, Xylen. http://sv.wikipedia.org. 2006-04-08,
09-16
Deutsche Wikipedia. Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat, Butanal, Heptanal,
Hexanal, Milchzucker, Nonanal, Octanal, Pentanal, Polyethylen, Polypropylen, Polys-
tyrol, Polyvinylchlorid. http://de.wikipedia.org. 2006-04-09